合金元素对铁基非晶合金玻璃形成能力及热稳定性的影响

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1、江苏大学硕士毕业论文摘要铁基金属玻璃是具有优良软磁性能的新型非晶态材料，具有广阔的应用前景。本文利用单辊旋淬和铜模喷铸法分别制备了铁基金属玻璃条带和块状金属玻璃。在铁基合金中添加适量的合金元素Ni、Zr、Nb，通过x射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(sEM)等分析方法，着重研究分析了添加元素对铁基金属玻璃的玻璃形成能力及热稳定性能的影响。实验发现：铁基合金成分中添加小于4％原子含量(at％)的Ni能提高玻璃形成能力GFA和改善非晶的热稳定性，而超过4at％的Ni的加入会造成合金中原子团簇的富集和析出，严重降低

2、GFA及热稳定性。大原子尺寸元素Zr、Nb的加入对合金的GFA影响更为明显。合金中加入lat％Zr将破坏其GFA，而O．5at％和2at％Zr的加入则能明显改善玻璃形成能力。少量Nb(O．5at％)能大幅度提高铁基合金的玻璃形成能力，相比较具备最优的玻璃形成能力GFA。作者认为添加元素能与其它元素形成更为紧密的原子密堆结构，增加合金熔体的粘度，不利于结晶过程中的原子长程扩散，从而提高合金的GFA。本文通过对四种不同评价玻璃形成能力的参数进行比较，发现参数Y(Y=Tx／(Tg+T1))能比较准确地对金属玻璃的GFA进行衡量和评价。通

3、过实验发现，具备大的y的合金系列靠近其共晶成分，拥有良好的GFA，并能制备得到块状金属玻璃。具备高的晶化温度Tx，低的玻璃转变温度Tg和熔化转变温度Tl的合金具有高的抗晶化能力和高的液态及玻璃态稳定性，从而有利于制备大体积金属玻璃。对部分试样等温退火后发现，合金在500℃时均没有明显的晶化相析出，在520℃时析出相主要为a--Fe相，而在550℃时合金有复杂的晶化相析出。通过SEM发现，热稳定性好的金属玻璃晶化后析出相尺寸粗大，而热稳定性较差的合金晶化相细小弥散。作者认为这可能是因为难于晶化的合金跨越晶化高能垒后晶化相长大迅速，而

4、热稳定性差的合金晶化过程在相对较低温度即发生，从而晶化过程比较平稳，析出相细小弥散。关键词：铁基金属玻璃，玻璃形成能力，热稳定性，晶化，原子半径差江苏大学硕士毕业论文ABSTRACTFe，basedamorphousalloysareakindofnovelamorphousmaterialswithexcellentsoftmagneticperformancesandextensiveprospectinapplications．Fe—basedamorphousribbonsandbulkmetallicglasseswer

5、epreparedbyspinquenchingandcoppermoldcastinginthispaper，respectively．Alloyelements，suchasNi，ZrandNb，wereaddedintoFe-basedalloys丽mproperamount，andtheeffectsonglass—formingability(GFA)andthermalstabilityofFe—basedamorphousalloyswerestudiedintensivelybyX—raydiffraction(X

6、gD)，differentialscanningcalorimeter(DSC)andscanningelectronmicroscopy(SEM)．nleexperimentalresultsshowedthattheadditionofNilessthan4at％canimprovedGFAandenhancedthermalstability,howeverwhentheadditionmorethan4at％wereadded．GFAandthermalstabilityWasdepressedgreatly谢mtheac

7、cumulationandcrystallizationofclusters．ElementsZrandNb诵tllbiggeratomicradiusmadethisphenomenonmuchmoredistinctly．GFAofalloysWasdecreasedwhenlat％Zrwereadded．thentheadditionofZratO．5at％and2at％improvedGFAgreatly．0．5at％NbaddedinthealloyenhancedGFAbyalargemarginandthebestG

8、FAweregotteninthispaper．111eauthorthinksthatsortsofcloserpackedclusterscameintobeing谢t11theadditionsandotherelements．whichwe