锆基块体非晶合金的微合金化及其产物的研究

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1、摘要本文利用碘化锆及工业级海绵锆为原材料，采用浇包型坩埚电弧炉倾斜铸造法制备了不同氧含量的Zr52．5Cul7．9Nil4．6AlloTi5五元和Zr65Cul7．5A17．5Nilo四元块体非晶合金，在以工业级海绵锆为原材料的合金中加入微合金化元素B、Si和Pb，研究了微合金化对合金玻璃形成能力的影响，初步探讨了B、Si及Pb微合金化的微观机制。用B203、Si02和PbO原料制备了硼硅酸铅盐，通过离位研究的方法，验证B、Si及Pb微合金化产物富氧玻璃相是否为硼硅酸铅盐。研究结果表明，Zr52．5Cu

2、l7，9Nil4．6Allon5五元和Zr65Cul7．5柚．5Nilo四元块体非晶合金的玻璃形成能力随合金氧含量的增加而降低，B、Si、Pb微合金化可显著提高以工业级海绵锆为原材料的高含氧量合金的玻璃形成能力。微合金化元素B、Si及Pb的联合加入减少了合金中锆氧化物／锆氧团簇的存在，使Zr2Ni不能通过锆氧化物／锆氧团簇非均质形核，从而抑制了先析晶体相Zr2Ni的析出，提高了以工业级海绵锆为原材料的高氧含量合金的玻璃形成能力。通过离位研究的方法，间接说明了B、Si及Pb微合金化产物富氧玻璃相是以硼硅酸

3、铅盐的形式存在于锆基块体非晶中的。关键词：锆基块体非晶合金，玻璃形成能力，微合金化，富氧玻璃相，硼硅酸铅盐，离位研究AbstractQuinaryZrs2．5Cul7．9Nit4．6AlloTi5andquaternaryZr6sCui7．sAl7．sNil0bulkamorphousalloyswerepreparedbyaTiltCastingMethodusingLadle·-Hearth·-TypeArcFurnaceinthisthesis．Iodizedzirconiumbarandindu

4、strialspongezirconiumwereemployedasrawmaterialtogetwedge-likespecimenswithdifferentoxygenimpuritycontents．B，SiandPbasdopantelementswereaddedintothealloywhichusedindustrialspongezirconiumasitsrawmaterial．TheglassformingabilityWasinvestigated，Themicro-mech

5、anismofB，SiandPbmicroalloyingwasdiscussedbymeal：lSofmicrostructureanalyses．LeadborosilicateWaspreparedbyB203，Si02andPbO．ByOut-spotstudy,Oxygen—enrichmentglassyphaseofB，SiandPbMicroalloying’SproductwasLeadborosilicateornot．It’Sshownthattheglassformingabil

6、ityofquinaryZr52．5Cul7．9Nil4．6AJloTisandquaternaryZr65Cul7．5A17．5Nilobulkamorphousalloyweredecreasedwiththeincreaseofoxygenimpuritycontentintheoxygencontentregionofthisexperiment．Theglassformingabilityofthealloysmadeofspongezirconiumcouldbegreatlyimprove

7、dbecauseofB，SiandPbmicroalloying．TheeffectofB，SiandPbmicroalloyingwasduetothechangingofpre—solidifiedcrystallinephasesinquinaryZrs2．5CUl7．9Nil4．斜loTi5andquaternaryZr65Cul7．5灿7．5Nilobulkamorphousalloys．B，SiandPbmicroalloyingdecreasedthequantitiesofZirconi

8、umoxideorZr-Oclustersinthealloys’supercooledliquidandpreventtheheterogeneousnucleationofZr2Nionthem．TherestraintofZr2Niaspre-solidifiedcrystallinephaseWasofgreatbenefittotheglassformingabilityandthermalstabilityofthealloys