合金元素的添加对铜基块状非晶合金玻璃形成能力及耐腐蚀性能的影响

作     者：赵吉鹏 zhaojipeng

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：寇生中

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：铜模吸铸 块状非晶 非晶形成能力 热稳定性 腐蚀性能 

摘      要：本文采用磁悬浮-铜模吸铸的方法制备了一系列Cu基大块非晶合金，采用X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热分析仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及腐蚀测量系统等测试了Cu-Zr-Al-Gd(Nd、Ag)块状非晶合金的结构、热力学性能和耐腐蚀性能等，并分析了合金元素的添加对Cu-Zr-Al系合金非晶形成能力、热稳定性及耐腐蚀性能的影响。 通过铜模吸铸制备的锥形试样研究了CuZrAlGd(x=0，1，2，3，4，5)和CuZrAlNd(x=0，1，2，3，4)的非晶形成能力及热稳定性。结果表明在Cu-Zr-Al体系中加入合金元素Gd和Nd改善了体系的非晶形成能力及热稳定性。CuZrAlGd、CuZrAlGd、CuZrAlNd、CuZrAlNd合金具有很强的非晶形成能力，临界尺寸达6～7mm，其约化玻璃转变温度T分别为0．614、0．650、0．612、0．605，参数γ分别为0．412、0．411、0．410、0．416，过冷液相区ΔT分别为69K、32K、61K和73K。成分为CuZrAl、CuZrAlGd、CuZrAlGd、CuZrAlNd时，仍然具有较强的非晶形成能力，临界尺寸为3～4mm。 而在Cu-Zr-Al中添加Ag元素可以提高体系的非晶形成能力及热稳定性。通过铜模吸铸法制备了直径为3mm的CuZrAlAg(x=2，3，4，5)完全块状非晶，该合金系随着Ag含量的增加，非晶形成能力逐渐增强，其约化玻璃转变温度T、参数γ及过冷液相区宽度△T较CuZrAl非晶合金都有显著的增加，临界冷却速率R有明显的降低;之后通过成分调整制备了直径为8mm的四种CuZrAlAg、CuZrAlAg、CuZrAlAg、CuZrAlAg完全块状非晶，该四种非晶合金的约化玻璃转变温度T分别为0．625、0．628、0．618和0．618，参数γ分别为0．427、0．432、0．424、0．424，过冷液相区宽度△T分别为76K、84K、78K、77K。 利用电化学法和浸泡失重法研究了CuZrAl、CuZrAlGd、CuZrAlGd、CuZrAlNd、CuZrAlNd在3％NaCl溶液中的腐蚀行为。腐蚀速度、微观形貌、极化曲线等结果表明添加稀土元素Gd和Nd之后，非晶合金的耐腐蚀性能降低了，且随着Gd和Nd含量的增加，非晶合金的自腐蚀电位变负，腐蚀速率增大，耐腐蚀性减弱;通过对CuZrAlAg、CuZrAlAg、CuZrAlAg、CuZrAlAg非晶合金和晶态合金在3％NaCl溶液中耐腐蚀性能对比研究表明，块状非晶合金相对于晶态合金显示出较好的耐腐蚀性能。