检索结果-南通市图书馆

放电等离子烧结制备fe基块体非晶合金及其性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

放电等离子烧结制备Fe基块体非晶合金及其性能研究

作者：陈佳欣兰州理工大学

学位级别：硕士

非晶合金是一种具有长程无序、短程有序特殊原子结构的金属材料,它没有晶体材料所具有的晶界或者位错等缺陷。fe基非晶合金则是以低成本,优异的力学性能和腐蚀性能在材料领域中具有显著优势,然而由于其非晶形成能力较差,大多数只能以粉... 详细信息

非晶合金是一种具有长程无序、短程有序特殊原子结构的金属材料,它没有晶体材料所具有的晶界或者位错等缺陷。fe基非晶合金则是以低成本,优异的力学性能和腐蚀性能在材料领域中具有显著优势,然而由于其非晶形成能力较差,大多数只能以粉末、带材等形式存在,导致其尺寸及材料应用方面受到了限制。将fe基非晶合金粉末制备成块体,既能有效地解决上述问题,同时又能延续非晶合金的性能优势。放电等离子烧结技术具有烧结温度低、时间短、冷却速率快、组织结构和烧结气氛可控、节能环保等优点,因此选用放电等离子烧结技术作为制备fe基块体非晶合金的工艺方式。本研究选用不同烧结工艺参数(烧结温度、烧结压力、保温时间),采用放电等离子烧结技术成功制备了fe-Cr-Mo-C-B块体非晶合金。利用同步热分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、阿基米德排水法、显微硬度计、万能力学试验机、电化学工作站等研究了工艺参数对fe基块体非晶合金的热稳定性、物相组成、微观形貌、致密度、显微硬度、抗压强度以及耐腐蚀性的影响,并得到了最佳工艺参数。对最佳工艺参数试样进行了不同温度和保温时间的热处理,对比研究了热处理前后fe基块体非晶合金组织与性能的变化,并且研究了热处理温度和时间对烧结试样的影响。分别得到以下结论:(1)利用放电等离子烧结技术成功制备了fe基块体非晶合金烧结试样1～13#,fe基块体非晶合金主要为非晶相,还包括少量的硬质相Bfe和fe C等。随着烧结温度、压力以及保温时间的提高,fe基块体非晶合金的晶化程度愈发明显,烧结试样1#(500℃、550 MPa、1 min)的晶化程度最低,烧结试样10#(540℃、550 MPa、2 min)晶化程度最高。随着烧结温度和保温时间的增加,试样的抗压强度和显微硬度先增加后减少,试样4#(560℃、550 MPa、1 min)的抗压强度达到最高678 MPa,显微硬度也达到最高为1351.3 HV,试样13#(560℃、550 MPa、3 min)的致密度达到最高94.72%。随着烧结压力的增加,抗压强度和显微硬度和致密度则是呈现一直上升的趋势。(2)在3.5 wt.%Na Cl溶液、1 mol/L KOH溶液和1 mol/L HCl溶液中对烧结试样1～13#进行电化学测试,随着烧结温度和保温时间的升高,耐腐蚀性是先升高后下降,在烧结压力升高的过程中,耐腐蚀性则呈现持续升高的趋势,因此,烧结试样4#在三种腐蚀液中都具有高的腐蚀电位(E)、低的腐蚀电流密度(I)以及高的电荷转移电阻(R),说明烧结试样4#的工艺参数具有最佳的耐腐蚀性能。其中发现烧结试样4#在3.5 wt.%Na Cl溶液的中性环境下的耐腐蚀性最好,E达到最高为-0.249 V,I最低为2.359×10A/cm,R达到最高129090Ω?cm,其次是1 mol/L HCl溶液,在1 mol/L KOH溶液的碱性环境中耐腐蚀性最差。(3)选取综合性能最佳的烧结试样4#进行不同温度和时间的热处理工艺,经过热处理后的试样在保证非晶结构的前提下其抗压强度和致密度得到了有效提高。随着热处理温度的升高,晶化程度在增加,但试样4-1#(500℃、20 min)和4-2#(550℃、20 min)仍然保持为非晶结构。烧结试样的抗压强度和耐腐蚀性随着温度的升高先提高后下降,显微硬度和致密度则是一直呈现上升趋势,因此在热处理温度为550℃时综合性能最佳。随着保温时间的升高,漫散射峰变窄,并有微弱的晶相析出,然而在550℃的温度下烧结试样都保持着非晶状态,抗压强度和耐腐蚀性则呈现下降的趋势,其中试样4-2#达到了最高的抗压强度884MPa以及最佳的耐腐蚀性,其中E达到最高为-0.318 V,I达到最低为2.098×10A/cm,R达到最高59379Ω?cm。显微硬度随时间的延长先升高后下降,致密度则是一直为上升状态,试样4-4#(650℃、20 min)的致密度最高为97.23%。

关键词：放电等离子烧结技术 fe基块体非晶合金力学性能耐蚀性能热处理

基于回春处理的fe基块体非晶合金性能调控研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于回春处理的Fe基块体非晶合金性能调控研究

作者：管慧敏新疆大学

学位级别：硕士

铁基非晶合金具有优异的磁性能以及高断裂强度、大弹性极限等优异的力学性能。前者已在功能材料领域得到了广泛的应用,但室温状态下极差的塑性严重限制了其作为结构材料的实际应用。本硕士论文选择有较好应用前景且价格低廉的典型fe基... 详细信息

铁基非晶合金具有优异的磁性能以及高断裂强度、大弹性极限等优异的力学性能。前者已在功能材料领域得到了广泛的应用,但室温状态下极差的塑性严重限制了其作为结构材料的实际应用。本硕士论文选择有较好应用前景且价格低廉的典型fe基块体非晶合金为研究对象,用冷热循环(CTC)的回春处理方式在不损害样品完整性的前提下调控其微观结构,进而改善其室温塑性变形能力,并探讨了一些常见fe基块体非晶合金最佳的CTC处理温度范围。首先,选择fePC块体非晶合金为研究对象,并在固定下限温度为77 K的前提下,开展不同上限温度的CTC处理。结果表明,77-423 K的CTC处理可将该块体非晶合金的室温塑性由铸态的1.7%提高到5.4%,其抗压强度仍保持在2.95 Gpa左右。自由体积动力学不仅包括扩散引起的湮灭,也包括应力诱导的新生,CTC处理诱发的非仿射应变将促进局域非均匀应力场的产生进而引起过剩自由体积的增加;但越高的CTC处理上限温度将对应着越严重的结构弛豫进而引起自由体积的湮灭。两者的竞争必然导致在上限处理温度为某一适当值时,对应着样品最大的回春效应,其宏观表现为样品具有最大的塑性变形能力。为了验证冷热循环回春处理过程中最佳上限温度的普适性,本文选择了玻璃转变温度相差较大的feMoPC、feCrMoPCB和feMoCB块体非晶合金为研究对象,采用与fePC块体非晶合金相同的工艺进行了CTC处理。结果表明,上述三种fe基块体非晶合金均在0.62T-液氮温度范围内进行CTC处理后具有最佳的力学性能。这说明,对于典型的fe基非晶合金,在固定下限温度为77 K时,其CTC处理的上限温度基本保持在0.62T左右。这为其它典型fe基非晶合金的CTC处理提供了工艺参考。

关键词： fe基块体非晶合金玻璃化转变温度冷热循环回春

Co元素对fe基块体非晶合金玻璃形成能力影响的作用机理

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Co元素对Fe基块体非晶合金玻璃形成能力影响的作用机理

作者：吕云卓哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

适量Co元素的添加显著提高了fe基块体非晶合金的玻璃形成能力,含有7%Co的fe基块体非晶合金(feCoCrMoCBY )的玻璃形成能力显著高于其它合金成份(feCoCrMoCBY (x=0,3,5和9) ),并且可以制得目前世界上尺寸最大(直径为16 mm)的块体非晶合金... 详细信息

适量Co元素的添加显著提高了fe基块体非晶合金的玻璃形成能力,含有7%Co的fe基块体非晶合金(feCoCrMoCBY )的玻璃形成能力显著高于其它合金成份(feCoCrMoCBY (x=0,3,5和9) ),并且可以制得目前世界上尺寸最大(直径为16 mm)的块体非晶合金棒。本文主要从动力学、原子和电子结构等层面入手,深入研究了Co元素对于fe-Co-Cr-Mo-C-B-Y块体非晶合金玻璃形成能力的作用机理。动力学因素研究表明,fe基块体非晶合金在Co含量为7%时自由体积数目最少,形成的铁基非晶合金“最密实”,使得原子扩散困难,抑制了晶化现象的产生,且fe基块体非晶合金在Co含量为7%时的“结构迟豫中心”数目最少,这些“结构迟豫中心”是引起非晶合金原子移动的“特殊缺陷”,“结构迟豫中心”数目越少,非晶合金的原子产生粘性流动越困难,抑制非晶合金晶化,使液态合金在冷却过程中有充足的时间转变为非晶态,从而提高非晶合金的玻璃形成能力。电子结构因素研究表明,Co含量为7%时,合金的电导率最小,说明该合金的局域化价电子数目相对最多,因而在非晶合金内的方向键最强,较强的方向键使原子之间结合更牢固,阻碍了原子的重新排列,抑制了晶化的产生,使得Co含量为7%时的铁基块体非晶合金的玻璃形成能力最强。原子结构因素研究表明,Co含量为7%的fe基块体非晶合金有相对较高程度的中程序以及短程序,其局域有序度最强,这是该成分具有高玻璃形成能力的一个重要原因。当Co含量为7%的时候,合金的fe/Cr/Mo与C/B之间的平均配位数达到最小值。配位数的变化表征了拓扑结构的转变,这个拓扑转变过程会释放非晶合金的内应力,使拓扑结构变得更加稳定,从而提高了非晶合金的玻璃形成能力。

关键词： fe基块体非晶合金玻璃形成能力动力学电子结构原子结构

基于团簇和胶粘原子模型的(fe-Ni)-B-Y-Nb块体非晶合金

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

稀有金属材料与工程 2011年第2期40卷 236-238页

作者：陈伟荣韩光陈季香朱春雷王清王英敏董闯大连大学辽宁大连116622 大连理工大学辽宁大连116024 大连海事大学辽宁大连116026

应用团簇+胶粘原子模型在三元fe-B-Y合金系中设计三元合金成分,选择最密堆的CN10Archimedes八面体反棱柱fe8B3作为基本团簇,Y为胶粘原子。在此基础上添加3at%Nb作为微合金化元素形成四元合金。以适量的Ni替换fe,形成五元合金[(fe100-xNi... 详细信息

应用团簇+胶粘原子模型在三元fe-B-Y合金系中设计三元合金成分,选择最密堆的CN10Archimedes八面体反棱柱fe8B3作为基本团簇,Y为胶粘原子。在此基础上添加3at%Nb作为微合金化元素形成四元合金。以适量的Ni替换fe,形成五元合金[(fe100-xNix)8B3-Y]97-Nb3。结果表明,当Ni的含量小于30at%时,均可形成直径为2mm的块体非晶合金,其中,合金[(fe94Ni6)8B3-Y]97-Nb3具有最大的Tg、Tx和Trg值,分别为:884K、972K和0.634。

关键词：团簇胶粘原子 fe基块体非晶合金

fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x多组元块体非晶合金的热学和软磁性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

铸造 2018年第10期67卷 918-921页

作者：朱满陶鹏法阳姚丽娟坚增运西安工业大学材料与化工学院陕西西安710021

采用铜模铸造法制备fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x(x=0, 2, 3, 4; at.%)多组元块体非晶合金。采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)等手段探究了Cr含量对合金非晶形成能力及软磁性能的影响。... 详细信息

采用铜模铸造法制备fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x(x=0, 2, 3, 4; at.%)多组元块体非晶合金。采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)等手段探究了Cr含量对合金非晶形成能力及软磁性能的影响。DSC曲线表明,合金经历2次晶化过程,Cr含量增加使得合金成分接近深共晶点。随着Cr含量的增加,合金的过冷液相区ΔTx由36 K增加到51 K,晶化起始温度Tx1由842 K增加至872 K。VSM结果表明,fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x非晶合金其饱和磁感应强度Ms随着Cr含量的增加而减小。制备得到的多组元块体非晶合金具有高非晶形成能力和优异软磁性能,适合于作为一款优异的磁性元器件材料使用。

关键词： fe基块体非晶合金铜模铸造法非晶形成能力热稳定性软磁性能

(fe-Ni)-B-Y-Nb块体非晶合金的磁性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

热加工工艺 2010年第12期39卷 12-13页

作者：陈伟荣韩学进韩光葛毓立大连大学机械工程学院辽宁大连116622 大连大学物理科学与技术学院辽宁大连116622

选择fe-B-Y作为基础的三元合金系,选择最密堆的CN10 Archimedes八面体反棱柱fe8B3作为基本团簇,Y作为胶粘原子,3at%Nb作为微合金化元素,形成四元合金:(fe8B3-Y)97-Nb3,以不同含量的Ni替换fe,形成五元合金:[(fe1-xNix)8B3-Y]97-Nb3(x=6、14、22、30),用吸铸法制备出直径为2 mm的块体非晶合金。结果表明,在4个非晶合金成分中,当x=6时,合金具有最高的玻璃形成能力,同时具有最好的软磁性能:饱和磁感应强度为87.7 emu/g,矫顽力为7 Oe。

关键词：团簇 fe基块体非晶合金软磁性能

（fe，Co）-Ln-Nb-B块体非晶合金的制备与性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

（Fe，Co）-Ln-Nb-B块体非晶合金的制备与性能研究

作者：王丽娟大连理工大学

学位级别：硕士

fe基块体非晶合金具有很高的强度,极强的耐腐蚀性和良好的软磁性能,在功能材料和结构材料中有着巨大的应用潜力,引起了国内外科研工作者的广泛兴趣和重视。但是,由于其玻璃形成能力较低,极大地限制了它的工程应用。而元素掺杂是目前提... 详细信息

fe基块体非晶合金具有很高的强度,极强的耐腐蚀性和良好的软磁性能,在功能材料和结构材料中有着巨大的应用潜力,引起了国内外科研工作者的广泛兴趣和重视。但是,由于其玻璃形成能力较低,极大地限制了它的工程应用。而元素掺杂是目前提高非晶合金热稳定性和玻璃形成能力,改善非晶合金磁性能和力学性能的重要手段,同时也是开发新型非晶合金系十分有效的方法。本文采用单辊旋淬法制备fe基非晶合金条带。首先,利用XRD、DSC、DTA等测试手段,探讨微量掺杂稀土元素(La,Ce,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Y)对(fe0.5Co0.5)***4B25非晶合金热稳定性和玻璃形成能力的影响。此外,本文还通过改变B元素的添加量和Nb元素的掺杂量,分别系统研究其含量的变化对(fe,Co)-Gd-Nb-B非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力的影响,并采用变温晶化和等温晶化两种方式,探索该非晶合金系的晶化行为和机理。实验结果如下：(1)微量稀土元素的掺杂不同程度地提高了合金的热稳定性和玻璃形成能力。其中,当Ln=Y时,合金的过冷液相区宽度△Tx值达99K,合金具有较高的热稳定性;当Ln=Dy时,合金的约化玻璃转变温度Tfg和γ分别达到0.604和0.418,合金具有优异的玻璃形成能力。(2)随着B元素含量的增加,削弱并最终消除了(feo.5Coo.5)92.5-xGd3.5Nb4Bx(x=22.5-30)非晶合金中出现的类双玻璃转变现象,显著提高了合金的热稳定性和玻璃形成能力。其中,(fe0.5Co0.5)67.5Gd3.5Nb4B25非晶合金的△Tx=96K、Trg=0.592、γ=0.413,均为该合金系中的最大值。(3)随着Nb元素掺杂量的增加,(fe0.5Co0.5)69-xGd3.5NbxB27.5(x=3-6)和(fe0.5Co0.5)66.5-xGd3.5NbxB30(x=4-7)非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力均逐渐提高。其中,(fe0.5Co0.5)59.5Gd3.5Nb7B30非晶合金的△Tx=128、Trg=0.614、γ=0.435,是迄今为止发现的fe基块体非晶合金中过冷区间最宽的非晶合金成分,也是一种优异的过冷区间变形加工新型软磁材料。(4)(fe02.5Co0.5)70Gd3.5Nb4B22.5、(fe0.5Co0.5)67.5Gd3.5Nb4B25、(fe0.5Co0.5)63Gd3.5Nb6B27.5和(fe0.5Co0.5)59.5Gd3.5Nb7B30非晶合金的晶化过程均表现为多相同时析出过程,且最终晶化产物为(fe,Co)23B6、(fe,Co)2Nb、(fe,Co)、(fe,Co)2GdB6、(fe,Co)2B和α-fe等。

关键词： fe基块体非晶合金元素掺杂热稳定性玻璃形成能力晶化行为

feCoBSiNbMo块体非晶合金的制备及其性能的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

FeCoBSiNbMo块体非晶合金的制备及其性能的研究

作者：付春鑫辽宁科技大学

学位级别：硕士

fe基块体非晶合金凭借其较高的机械性能、良好的软磁特性以及相对较低的生产成本,在电子器件、精密机械、医疗器械等领域具有极好地应用潜力。然而,较低的非晶形成能力和相对较差的热稳定性,使得材料很难投入器件的使用。同时,材料在变... 详细信息

fe基块体非晶合金凭借其较高的机械性能、良好的软磁特性以及相对较低的生产成本,在电子器件、精密机械、医疗器械等领域具有极好地应用潜力。然而,较低的非晶形成能力和相对较差的热稳定性,使得材料很难投入器件的使用。同时,材料在变形机理和凝固模拟方面报道相对较少。于是,为提高材料的综合性能和应用场景,本文采用微合金化,在fe Co BSi Nb合金基础上加入微量Mo元素,制备出直径2 mm的新型feCoBSiNbMo(x=0-5)块体非晶合金,并对其热力学行为、力学行为、凝固过程等方面进行了研究,主要研究结果如下:(1)通过热力学行为分析计算发现,添加4%的Mo元素提高了fe Co BSi Nb合金的过冷液相区间,促进原子迁移势垒的升高,为1891 KJ/mol,抑制原子的有序排列,预示了非晶形成能力增大的趋势。Mo元素添加量为5%时,合金的热稳定性最佳。(2)通过对feCoBSiNbMo(x=0-5)块体非晶合金进行力学性能测试,发现Mo元素添加到3%时,维氏硬度值和断裂强度值最高,分别为1450和3700MPa。(3)通过纳米压痕对feCoBSiNbMo(x=0-5)块体非晶合金的变形行为进行研究,发现添加5%的Mo元素能够在提升材料硬度的同时,提高其微观塑性变形和抗蠕变性能;估算6.179 nm内的剪切转变区体积内包含了854个原子,表明更多的原子或原子团簇参与了协同运动的重新排列;纳米压头在卸载过程中,由于形变的滞后性导致了卸载保载段因材料弹性的作用而发生了位移跳跃现象,位移跳跃的幅度同等效应力大小呈反比,等效应力越大,Pop-out现象越不明显。(4)通过VSM、B-H测试仪对feCoBSiNbMo(x=0-5)非晶合金软磁性能进行测试,发现不添加Mo元素时,饱和磁感应强度最大,为1.40 T。玻璃转变温度下降低30 K进行热处理时,能够有效降低合金的矫顽力,Mo元素含量为2%时,矫顽力最低,为0.6 A/m。(5)通过COMSOL模拟feCoBSiNbMo块体非晶合金的凝固过程。发现凝固时间在0.1 s时刻下,铜模边缘内壁的冷却速率最高,为1.5×10 K/s,温度场分布由腔体芯部向外壁呈梯度下降。凝固时间在1.9 s时刻下,底端约2/3的合金达到了热稳定范围,能够形成完全非晶态结构。

关键词： fe基块体非晶合金晶化动力学力学性能非晶形成能力软磁性能浇铸凝固模拟

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

fe基软磁非晶合金的制备与表征

Fe基软磁非晶合金的制备与表征

作者：吴建鹏福建师范大学

学位级别：硕士

块体非晶合晶(Bulk Metallic Glasses)又称块体金属玻璃是一种处在非晶态的金属合金,在所有体系的非晶合金当中fe基的非晶合金,因为非晶的特殊结构具有很好的软磁特性(高的磁化饱和强度、低的矫顽力、高的磁导率等)使得它成为目前最具... 详细信息

块体非晶合晶(Bulk Metallic Glasses)又称块体金属玻璃是一种处在非晶态的金属合金,在所有体系的非晶合金当中fe基的非晶合金,因为非晶的特殊结构具有很好的软磁特性(高的磁化饱和强度、低的矫顽力、高的磁导率等)使得它成为目前最具有商业化前景的非晶合金之一,但是fe基非晶合金相比于其它的非晶合金更难制备,因为它需要非常高的冷却速率(约为105K/s的冷却速率),且fe基非晶合金的制备需要的原材料纯度很高,这使得铁基非晶合金的生产成本大大提高,这些原因在一定程度上限制了它的商业化进程。本文使用廉价的工业纯原材料,利用铜模吸铸和单铜馄甩带等方法制备了铁基非晶合金,研究了铁基非晶合金的形成能力、热稳定性和磁性能等。利用真空电弧熔炼吸铸的方法制一系列的临界直径为6mm的(fe48Cr15Mo14C15B6Y2)l0o-xNix(x=0,6-9)合金棒。XRD、拉曼光谱的结果表明在Ni的含量小于9时均为完全非晶结构;DTA的结果可以发现随着Ni的增加合金的过冷液相区△T分别为：35K、24K、23K、18K,说明随着Ni元素的添加非晶的形成能力变差;从样品的磁滞回线可以看出,所有的样品均表现出明显的顺磁特性。选取了一个含铁量比较高(>70at.%)的非晶体系feCPSiBMo,并且在体系当中采用了部分的工业纯的原材料(磷铁合金、铁硼合金、工业纯的铁),利用铜模吸铸的方法制备了一系列的fe79.4-xCxSi3.5B5.1P8.9Mo3Mno.1(x=4.2、5.2、7.0)临界直径为4mm,2mm非晶合金棒。实验结果表明：fe74.2C5.2Si3.5B5.1P8.9Mo3Mno.1具有较好的形成能力,其临界直径能达到4mm,合金的最大过冷液相区达到了43K。通过VSM的结果发现,所有的合金样品都具有高于1T的磁化饱和强度,并且具有较小的矫顽力,最小达到了204A/m,体系的最大磁化饱和强度达到了1.16T。利用单铜辊真空甩带的方法,在不同转速下,制备了fe74.2C5.2Si3.5B5.1P8.9Mo3Mno.1非晶条带样品。对其在不同温度(低于Tg的温度,高于Tg低于Tx的温度,高于Tx的温度)和不同时间(10,20,30,40min)条件下进行真空退火。实验结果表明,这一体系的非晶合金最佳退火温度在高于Tg小于Tx之间,最佳退火时间约为10min。

关键词： fe基块体非晶合金铜模吸铸铜辊甩带非晶形成能力磁性能