机械合金化法制备铜基非晶合金的形成机理.pdfVIP

特种铸造及有色合金2004年年会专刊 机械合金化法制备铜基非晶合金的形成机理 摘 要 采用机械合金化的方法，在不同的球磨时间、不同的球磨比例下制备了铜基非晶合金粉末。然后将所得粉末进 h之间时可以形成非晶态，如果时间 行了X射线衍射、扫描电镜和透射电镜检测。根据所得试验结果，球磨时间在8—12．5 大于12．5h，已形成的非晶相又转变为晶体，相反，如果时间小于8h，合金不能形成非晶。本文讨论了机械合金化的工艺参 数与形成的晶态的关系。机械合金化制备非晶的机理从热力学的观点进行了阐述。 关键词：非晶机械合金化球磨时间球磨比例 中图分类号：TGl39+．8文献标识码：A 铜基块状非晶合金是近几年发展的一种新型材料， 金化是采用了一系列的球磨比和球磨时间在氩气气氛 其优异的力学性能已经引起了材料领域研究人员的广 下完成的。首先按试验方案准确称量各元素粉末(质量 泛关注。目前，制备铜基块状非晶的主要方法是传统的 铸造工艺，采用此方法制备时，熔融金属的冷却速度必 须大于形成非晶所需要的临界冷却速度。所以，获得大 中。需要注意的是为了防止球磨工艺中金属粉末被氧 块非晶的尺寸总会受到一定的限制HJ。另一种制备大 化，钢瓶必须完全密封。整个球磨试验设定了不同的时 min目的是 块非晶合金的方法是非晶粉末的固结成型法。采用固 间并且每隔1h停一次。问歇的时间为30 结成型法制备大块非晶的条件是合金在加热时存在一 使钢瓶冷却下来，防止氧化。当试验达到所要求的时间 个较宽的过冷温度区间Arx(玻璃转变温度取和晶化后即取试样检查其是否为非晶相L2“J。 温度rx之间)。非晶粉末可以通过无液相的固相反应 2试验结果 制备而得。非晶粉末是制备铜基大块非晶的前提，所以 理解球磨过程中从晶相到非晶的转变动力学是很重要 粉末的形貌由扫描电镜检测。图1为不同的球磨 的，而且对工业中优化球磨工艺参数也是非常有益的。 时问所得的不同粉末形貌的照片。从图中可以看出，粉 本试验的目的是研究球磨工艺参数对形成的铜基非晶 末在未磨之前为不规则状态，随着球磨时间进行到4h， 粉末的影响。 粉末的尺寸明显增加，且形状不规则，Cu，Zr，Ti，Ni4种 h 粉末通过界面反应互相溶解。当球磨时间在4h到6 1 试验方法 之间，粉末的尺寸又开始变小，直到非晶阶段，粉末的尺 寸基本稳定。 试验中所研究的合金系为：Cu47Ti34ZrllNi8。机械合 a．0h b．4h 图1 C岫嘞ZrllNi8粉末随不同的球磨时间所得的形貌图 图2所示为不同球磨时间获得粉末的x射线衍射 图中球磨时间分别为8，10，11，12．5h中间的4条曲线 图。试验中，球磨比例为20。球磨机转速为175r／rain。 中晶相峰已经完全消失，只有一个宽化的衍射峰，表明 图中球磨时间为6．5h的曲线衍射峰已经宽化，可以推 已经完全形成非晶态。但是当球磨时间再次增加时，可 断合金粉末已经开始出现非晶态，但仍然有晶态存在， 以看到非晶有