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非晶纳米晶合金具有特殊的物理、化学和机械性能,无论作为结构材料还是功能材料都具有广阔的应用前景。
本文利用机械合金化法成功制备Al—Fe—Zr—RE(RE=Gd、Nd、Ce、Y)非晶和纳米晶合金。利用X射线衍射仪、扫描电镜、差示扫描量热仪等分析方法对混合粉末的机械合金化过程中微观结构演变、组织变化、合金的热稳定性和晶化动力学行为进行了系统的分析,并就Fe和RE含量对铝基合金的非晶形成能力的影响进行了研究。结果表明:球磨60h后,Al65FexZr30-xGd5(x=5,10,15,20)混合粉末除x=15外都形成了非晶态合金。用Kissinger方程计算得到的Al65Fe10Zr2oGd5表观晶化激活能为Ex=329.87kJ·mol-1和Ep=259.64 kJ·mol-1,表明非晶态合金具有较高的热稳定性和抗晶化能力。球磨Al65FexZr30-xNd5(x=5,10,15,20)合金表明;随着Fe含量增加合金系的非晶形成能力依次增强,球磨最终产物依次为过饱和固溶体、部分非晶相和完全非晶相。晶化放热峰对应的温度依次降低,晶化放热峰温度由x=10的984K到x=15的958K再到x=20的938K。表明非晶结构稳定性反而降低。用Miedema理论计算了Al—Fe—Zr—RE合金系的非晶形成范围,结果表明理论计算的结果与实验结果符合比较好。