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Al基非晶态合金具有高的比强度,良好的韧性和优异的耐腐蚀性能,但目前尚未开发出Al基块状非晶样品,限制了其实际应用。如何进行有效的合金成分设计,并进一步提高Al基合金玻璃形成能力是目前亟待解决的问题。然而长期以来没有公认的适用于Al基合金玻璃形成能力的判据。本工作着重理解各种理论在Al基非晶中的应用情况,研究Al基合金玻璃形成能力的特点,进而为Al基块状非晶的研究奠定基础。
主要结果如下:
(1)从电负性角度分析了Al基合金中元素电负性对形成能力和过冷温度区间的影响。表明Al基合金中元素电负性的分布与原子尺寸分布类似,即具有上凸的特点;对Al-Ni-RE(RE=Gd,Y,Ce,La)体系,可用临界电负性偏差来判断过冷温度区间的有无,区分晶化类型和确定最优玻璃形成成分。在三元成分三角形中临界电负性偏差线与λ=0.1线的趋势类似。
(2)从团簇角度出发,通过三元成分三角形中作出两条团簇稳定线和平均电负性约束的方法进行了三元成分设计。由此制备出厚约500μm的Al86Ni9Y5非晶楔形样品。为研发Al基非晶提供了一条新的途径。
(3)研究了添加元素对Al86Ni9La5形成能力的影响。微量Fe,Ti,B的加入降低了Al86Ni9La5的形成能力,微量Cu,Zr的加入维持了形成能力。Al85Ni9La5TM1(TM=Fe,Ti,Cu,Zr)四种合金在268℃和355℃下退火产物相同,存在一临界电负性偏差区分这些合金。