Zr60Ni21Al19 块体非晶合金的耐电化学腐蚀和抗氧化性能.PDF

中国科学: 物理学 力学 天文学 2010 年 第40 卷 第12 期: 1482 ~ 1486 SCIENTIA SINICA Phys, Mech Astron SCIENCE CHINA PRESS 论 文 Zr60Ni21Al19 块体非晶合金的耐电化学腐蚀和 抗氧化性能 景勤, 张兵, 张晋, 马明臻, 刘日平* 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 秦皇岛 066004 * 联系人, E-mail: riping@ 收稿日期: 2010-07-11; 接受日期: 2010-08-25 国家自然科学基金(批准号:和国家重点基础研究计划(编号: 2010CB731604)资助项目 摘要 该文研究了块体非晶态Zr60Ni21Al19 合金的耐电化学腐蚀和抗氧化性能. 非晶态Zr60Ni21Al19 三元合金 比与其同成分的晶态合金和0Cr18Ni9Ti 不锈钢表现出了更正的电极电位, 而且其在2 mol/L HCl 溶液中的腐 蚀失重小于与其同成分的晶态合金和 0Cr18Ni9Ti 不锈钢, 甚至小于五元的非晶态ZrTiCuNiBe 合金. 抗氧化 性方面, 虽然非晶态Zr60Ni21Al19 三元合金好于与之同成分的晶态合金, 但两者均表现出了良好的抗氧化性. 关键词 大块非晶合金, 电化学腐蚀, 氧化 PACS: 61.43.Dq, 82.45.Bb, 81.65.Mq 1990 年以来, 大块非晶合金（又称大块金属玻 构和成分缺陷, 具有更高的均匀性. 文献显示 Zr 基 璃）的研究取得了极大的进展, 发现了很多非晶合金 非晶合金由于其合金元素的不同, 有些表现出良好 体系, 这些优异的合金材料具有良好的应用前景[1~3]. 的抗氧化性, 而有些表现出很差的抗氧化性[9~12]. 鉴 这些非晶合金中, 含 Be 的Zr 基非晶合金表现出了优 于材料化学成分是决定材料相关耐腐蚀性能的重要 异的非晶形成能力和性能. 含 Be 的多组元Zr 基非晶 因素, 本文研究非晶态 ZrNiAl 三元合金的耐电化学 合金成为最具商业价值的非晶合金[4]. 但 Be 是有毒 腐蚀性和抗氧化性, 并与其同成分的晶态合金和 元素, 在挥发状态对人体危害很大. 为取代 Zr 基非 0Cr18Ni9Ti 不锈钢相比较. 晶合金中的Be 元素, 同时制备出较少组元的Zr 基非 晶合金, 人们做了大量的工作[5~8], 制备了一些具有 1 实验 较高非晶形成能力且不合 Be 的 Zr 基非晶合金, Zr60Ni21Al19 就是其中较为突出的一个非晶合金. 该 非晶态 ZrNiAl 合金由氩弧炉熔炼, 原料为纯度 非晶合金在制造与氧化性溶液接触的容器具有潜在 为 99.9% 的纯金属锆、镍和铝, 直径为 3 mm 的圆柱 优势. 这种条件下即要求材料具有高的抗氧化性能 试样用铜模吸铸法制备. 淬态试样和退火试样结构 又要求材料具有高的抗电化学腐蚀性能. 一般认为 由采用Cu Kα特征 X 射线的 Philips PW 1050 X 射线 非晶合金比晶态合金具有更高的耐电化学腐蚀性. 衍射仪检验. 试样的成分均匀性用 HITACHI S-4800 因为非晶合金中不存在晶体缺陷、第二相、偏析等结 扫描隧道显微镜附带的能谱仪分析. 引用格式: 景勤, 张兵, 张晋, 等. Zr60Ni21Al19 块体非晶合金的耐电化学腐蚀和抗氧化性能. 中国科学: 物理学 力学 天文学, 2010, 40: 1482 ~ 1486