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ti基非晶合金/SiC陶瓷骨架复合材料的准静态压缩力学行为

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复合材料科学与工程 2023年第8期 39-43页

作者：吴光辉罗正斌娄底职业技术学院机电工程学院娄底417000 娄底潇湘职业学院汽车机电工程学院娄底417000

通过对ti基非晶合金/SiC陶瓷骨架复合材料进行准静态压缩试验,对其变形及断裂机理等展开研究,为该类材料的成分设计和工程应用提供基础。试件是由ti基非晶合金与不同孔隙率的SiC陶瓷骨架复合所得,在不同应变速率下,对试样进行室温轴向... 详细信息

通过对ti基非晶合金/SiC陶瓷骨架复合材料进行准静态压缩试验,对其变形及断裂机理等展开研究,为该类材料的成分设计和工程应用提供基础。试件是由ti基非晶合金与不同孔隙率的SiC陶瓷骨架复合所得,在不同应变速率下,对试样进行室温轴向准静态压缩性能测试,并观察试件的微观组织和断面特征。结果表明:SiC体积分数为85%的复合材料的准静态抗压强度达到2343 MPa,抗压强度随SiC含量增加而增加,在准静态加载的应变率范围内,复合材料及各相的强度对应变率不敏感,断裂特征为典型的脆性断裂;裂纹主要在SiC相和两相界面处扩展,ti基非晶相对裂纹的扩展起到阻碍作用;SiC相对ti基非晶相的约束诱发了ti基非晶相中多重剪切带的形成,提高了材料复合的变形能力,而ti基非晶相对SiC相的约束导致SiC相碎化严重,增强了复合材料的承载能力。

关键词： ti基非晶合金非晶合金复合材料 SiC陶瓷骨架准静态压缩抗压强度

ti基非晶合金熔体与ti合金的润湿行为研究

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Ti基非晶合金熔体与Ti合金的润湿行为研究

作者：叶恒东北大学

学位级别：硕士

近些年来,随着高性能焊接技术、复合材料制备和电子封装工业的发展,研究液/固相之间的润湿行为及其界面相互作用越来越显示出其科学上的理论意义和技术应用上的重要价值。润湿行为和界面交互作用是材料制备和加工过程中的一种常见的物... 详细信息

近些年来,随着高性能焊接技术、复合材料制备和电子封装工业的发展,研究液/固相之间的润湿行为及其界面相互作用越来越显示出其科学上的理论意义和技术应用上的重要价值。润湿行为和界面交互作用是材料制备和加工过程中的一种常见的物理化学现象,它在很大程度上决定了材料制备的可能性和材料最终的使用性能。连接(钎焊,熔焊以及过渡液相扩散连接(Transient Liquid Phase Bonding,(TLP)))是材料制造成零部件时的一种必不可少的加工手段。在这些涉及液相的连接过程中,液相与固相之间的润湿性及界面交互作用决定了材料结合处的相容性,从而在很大程度上决定了其连接的可行性和使用性能。因此,液-固相间的润湿行为对于选择合适的中间结合材料和合理的焊接工艺具有重要的理论意义和实际应用指导价值。本工作选择了ti基非晶合金熔体和ti55合金作为研究对象,具体开展以下工作。一、实验材料的选择和成分的优化与表征。确定了1#原始成分为ti50.8Zr26.7Be22.5,然后用2at%的Si替代Zr,2at%的Sn分别替代ti和Zr,设计了三个新型的ti基非晶合金熔体,编号为2##、3##和4#。制备和表征了4种合金直径为2毫米的棒材和薄带试样。结果显示,1#合金的薄带试样玻璃形成能力(GFA)很有限,含有大量的晶体相,2#改进型相对于1#的GFA有了很大的提高,薄带试样主要是非晶成分。3##和4#合金的GFA有了显著的提高,2mm棒材里面也有部分非晶相。对ti55合金基片的热处理方式和组织演变规律进行了表征。随热处理制度变化有五个主要的组织形貌特征区域：在1173K以下保温的细长晶粒区-原始的拉拔棒材的微观组织;在1173K到1223K保温的细长晶粒与等轴晶粒的混合区域,随着保温时间延长温度升高,由细长晶粒向等轴晶粒演变;1223K到1263K的细长的等轴晶粒区间;在ti55合金的相变点附近保温的魏氏组织区间;在ti55合金相变点以上保温的严重粗化的微观组织特征区间。二、ti基非晶合金熔体与ti55合金润湿动力学。研究连续升温和保温过程中的润湿动力学。测出了在不同实验条件下的润湿动力学曲线。重点表征了润湿接触角和润湿接触半径随时间和温度等的变化规律。结果显示,四种非晶合金熔体与ti55合金之间的润湿性非常好,随着保温时间的延长和加热温度的升高,润湿角减小,润湿半径增大。在1253K到1373K保温半小时的过程中,接触角主要分布在35°到18°的范围,显示了几种改进型的合金体系与原始合金一样在ti55合金上的润湿性良好。三、液/固界面的交互作用。研究不同条件下润湿过程中液/固界面反应和元素扩散规律。表征了界面形貌和界面反应层的生长规律。结果表明,1#原始合金成分的界面层最厚,生长最快。2#合金具有略微低点的界面层的厚度和界面的生长速度。3#和4#合金熔体具有更低的界面层生长速度和更薄的界面反应层。同时表征出了四种界面层生长的表观激活能Q。1#、2#、3#和4#四种合金在ti55合金基片上润湿的界面反应层生长的表观激活能分别为113.28kJ/mol、122.8kJ/mol、 67.429kJ/mol和78.406kJ/mol。在ti55合金的相变点以下,界面界面反应层的生长呈现出线性生长的规律,说明了其生长是由扩散诱发相变机制控制的。

关键词： ti基非晶合金 ti55合金连接润湿行为液-固界面交互作用界面特征

Nb添加对ti基非晶合金腐蚀及力学性能的影响

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材料科学与工艺 2019年第1期27卷 73-80页

作者：武枭伟周洋陈峰秦凤香南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

为研究微量添加Nb元素对ti_(40)Zr_(10)Cu_(34-x)Pd_(14)Sn_2Nb_x(x为原子数分数,x=0、1%、3%、5%)非晶合金的耐腐蚀性能及力学性能的影响,本文利用动态极化曲线,分析了在0.144 mol/L的NaCl溶液及0.2 mol/L的PBS溶液中非晶合金ti_(40)Zr_(10)Cu_(34-x)Pd_(14)Sn_2Nb_x(x=0、1%、3%、5%)的电化学性能,并通过材料拉伸试验研究了非晶合金块状样品的室温压缩性能.结果表明:在0.144 mol/L的NaCl溶液中,非晶合金样品在阳极区出现了自发钝化的特征,钝化电流密度在10^(-7)～10^(-8) A/cm^2,钝化电流密度随着Nb的添加略有降低,且点蚀电位随Nb原子数分数的增加分别为200、340、400和490 mV,说明微量添加Nb元素能有效提高ti基非晶合金的耐点蚀能力,即在0.144 mol/L的NaCl溶液中ti基非晶合金的耐腐蚀性随着Nb含量的增加而增强;在0.2 mol/L的PBS溶液中,因磷酸根离子的缓蚀作用,Nb添加导致的成分变化对非晶合金的腐蚀行为影响不大;此外,添加了原子数分数为1%及3%Nb的非晶合金,其压缩强度及塑性变形能力变化不大,但添加5%Nb的非晶合金因较大体积分数纳米晶的存在导致其室温断裂强度及塑性变形能力有明显下降.

关键词： ti基非晶合金 Nb元素腐蚀性能机械性能剪切带

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ti基非晶合金的脉冲激光焊接特性研究

Ti基非晶合金的脉冲激光焊接特性研究

作者：郭亚楠辽宁工业大学

学位级别：硕士

钛基非晶合金具有许多优良特性,但由于制备条件的苛刻,大尺寸块状钛基非晶合金的工业应用受到限制。激光焊接是解决大尺寸、复杂结构钛基非晶合金构件制造的有效途径。但是,国内外关于钛基非晶合金的激光焊接研究较少。本论文以钛基非... 详细信息

钛基非晶合金具有许多优良特性,但由于制备条件的苛刻,大尺寸块状钛基非晶合金的工业应用受到限制。激光焊接是解决大尺寸、复杂结构钛基非晶合金构件制造的有效途径。但是,国内外关于钛基非晶合金的激光焊接研究较少。本论文以钛基非晶合金和β-ti枝晶增强的钛基复合非晶合金为对象,开展两种材料在Nd:YAG脉冲激光焊接条件下的焊接特性研究。分别进行了不同条件下两种材料的激光熔凝实验和对接焊接工艺实验,并制备了焊接接头和金相试样。利用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和显微硬度测试等分析检测方法对焊接接头的表面形貌、微观组织、元素分布以及力学性能进行了研究。通过研究,得到以下结论:（1）钛基非晶合金（本文简称“MG”）激光熔凝时,接头熔化区（FZ）内部、热影响区（HAZ）、FZ-HAZ过渡区未发现气孔、裂纹等冶金缺陷。FZ和HAZ的微观组织受激光热输入影响较大。当激光热输入较小时,FZ未发现明显晶化现象,微观组织与母材（BM）接近,且无明显HAZ。随着热输入的增大,FZ出现粗针状（长约10μm）的富Cu晶化相;随着热输入的进一步增加,FZ主要析出短条状（长约5μm）的富Zr晶化相。HAZ随着热输入的增加先后析出细针状、网格状及花瓣状的富Cu相。（2）β-ti枝晶增强的钛基复合非晶合金（本文简称“MGC”）在激光熔凝后,接头未见气孔或裂纹。在FZ和BM之间也未发现明显的HAZ。FZ的微观组织主要由球形的β-ti晶粒和非晶基体组成。FZ中经过熔化、凝固形成的β-ti晶粒为纳米级（0.1～1μm）,明显小于BM中的β-ti晶粒（6～10μm）。较大的激光脉冲能量将导致FZ的晶粒长大。激光激发电流大时会给液态熔池带来强烈的冲击和震荡作用,造成凝固组织中晶粒更加细小。元素分析表明Mo原子趋于进入β-ti晶格形成置换固溶体。硬度测试的结果显示熔化区暗色区域（主要为非晶基体）硬度最高,达到607 HV。FZ中填充有密集的β-ti晶粒的区域的最高硬度为531 HV;BM硬度波动较大,取决于测试位置,为448～572 HV。（3）采用脉冲激光可以实现MGC-MG异种材料对接焊接。在激光激发电流100 A,脉冲宽度1 ms,频率30 Hz,焊接速度400 mm/min参数下,焊缝表面成型良好,未见裂纹、气孔、夹杂等焊接缺陷。焊接接头的微观组织为非晶合金基体和其上不均匀分布的尺寸约0.5～2μm的β-ti小晶粒。焊接接头中未观察到明显的HAZ。FZ区域的显微硬度取决于β-ti晶粒与非晶合金的混合状态,FZ区域的显微硬度介于MG材料和大尺寸β-ti枝晶之间。

关键词： ti基非晶合金脉冲激光焊激光熔凝微观组织焊接性

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机械合金化制备ti基非晶合金粉体

机械合金化制备Ti基非晶合金粉体

作者：张纯燕山大学

学位级别：硕士

块体ti基非晶合金因其具有质轻、高温下高比强度和高比刚度以及抗蠕变和抗氧化性能等突出优点,在航空、航天等高温材料应用领域有极其广泛的发展前景。但传统块体非晶的制备方法受到了临界冷却速度的限制,在形状和尺寸上很难有所突破。 ... 详细信息

块体ti基非晶合金因其具有质轻、高温下高比强度和高比刚度以及抗蠕变和抗氧化性能等突出优点,在航空、航天等高温材料应用领域有极其广泛的发展前景。但传统块体非晶的制备方法受到了临界冷却速度的限制,在形状和尺寸上很难有所突破。为了突破临界冷却速度的限制,可采用机械合金化方法先制备ti基非晶合金粉体,然后利用快速烧结技术固化成型为块体结构。本课题重点探索采用机械合金化技术制备ti基非晶合金粉体,通过改变球料比、球磨转速和球磨时间等工艺参数,分析各个制备参数对制粉所产生的影响。利用X射线衍射仪（XRD）检测粉体样品非晶化程度,结果发现,在球磨转速300 r/min,球料比20:1,球磨50 h的情况下,ti50Fe45Sn5合金粉体已经基本实现完全非晶化;利用扫描电子显微镜（SEM）分析和观察ti50Fe45Sn5粉体的结构和形貌,具备非晶合金粉体的典型形貌特征。通过大量对比实验,得出较高转速和较大球料比有利于非晶化,并且分析认为非晶相是通过组元间多层膜互扩散反应形成的。采用差示扫描量热分析（DSC）确定了ti50Fe45Sn5非晶粉体的玻璃转变温度Tg和初始晶化温度Tx1,以及其过冷液相区△Tx为119 K,说明其具有较强的玻璃形成能力。在组元中利用Cu元素全部替代ti50Fe45Sn5中的Fe元素,对ti50Cu45Sn5进行机械球磨,未出现明显粘结现象,且XRD检测表明球磨50 h后其基本实现完全非晶化。本课题的研究结果表明采用机械合金化技术制备ti基非晶合金粉体是完全可行的,这为采用粉末冶金法制备块体非晶合金奠定了良好基础。

关键词：机械合金化 ti基非晶合金玻璃形成能力临界冷却速度球磨

Nb及V的添加对ti基大块非晶合金微观结构及性能的影响

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Nb及V的添加对Ti基大块非晶合金微观结构及性能的影响

作者：周斌军哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文选用不同Nb、V添加量的直径为4mm的合金试样为研究对象，分析了它们的微观组织及力学性能，并研究了各合金试样在酸/碱溶液中的腐蚀性能，综合评价Nb及V的添加对ti基大块非晶合金微观结构及性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描... 详细信息

本文选用不同Nb、V添加量的直径为4mm的合金试样为研究对象，分析了它们的微观组织及力学性能，并研究了各合金试样在酸/碱溶液中的腐蚀性能，综合评价Nb及V的添加对ti基大块非晶合金微观结构及性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)分析了Nb及V的添加对ti基非晶合金的微观组织的影响，结果表明，Nb、V加入量为4%时的合金试样为完全的非晶态，且二者具有比无Nb、V的合金样品更高的有序度，从而具备相对较少的自由体积;Nb、V添加量为8%和12%的合金试样为非晶基体上分布着晶体相的非晶合金复合材料。利用差示扫描量热仪(DSC)分析了Nb及V的添加对ti基非晶合金晶化激活能的影响，结果表明，4%的Nb、V的添加并未对合金样品的晶化转变表观激活能产生显微影响，而8%和12%Nb、V的加入，将会在非晶基体上析出诸如固溶体在内的晶体相，降低了合金的晶化转变激活能。室温压缩结果表明， Nb、V加入量为4%的非晶合金试样由于具备相对较少的自由体积，因而塑性稍差，而对于Nb、V加入量为8%和12%的合金试样而言，由于其析出晶化相不同，导致塑性变形能力不同：Nb添加量为8%的合金样品由于晶化相的尺寸大小均一，分布均匀，导致塑性得到显著提高;Nb添加量为12%的合金样品则由于晶化分数过高，晶化相尺寸差别较大，导致变形时不能有效阻碍剪切带的扩展，室温塑性最低;V添加量为8%和12%的合金样品由于脆性相Cu10Zr7的存在，导致最终发生脆性断裂而不表现出宏观塑性。维氏硬度及纳米压痕结果表明， Nb、V加入量为4%的合金试样具有最高的硬度值，这和其相对较高的玻璃转变温度密切相关;对于Nb添加量为8%和12%的合金试样而言，前者由于晶化相的尺寸更小，在承受载荷时，更易于与剪切带发生较为强烈的交互作用，提高了合金样品的抵抗变形的能力，因而具备最高的硬度值，后者因为晶化分数过高，晶化相尺寸差别较大，导致样品变脆，断裂强度为所有样品中最低的，因而硬度值最低;而对于V添加量为8%和12%的合金试样而言，前者由于晶化相为脆性相Cu10Zr7，脆性相的存在导致合金发生脆性断裂，断裂强度最低，因而具备最低的维氏硬度值，后者因为大量细小的枝晶相的存在，起到了类似于细晶强化的作用，断裂强度为所有样品中最高的，因而硬度值最高。电化学腐蚀试验结果表明，对于不同Nb、V添加量的合金试样而言，在0.5mol/L H2SO4溶液中，Nb添加量为12%以及V添加量为12%的合金试样因具备最大的自腐蚀电位以及极化电阻，同时最小的自腐蚀电流密度，使得二者具备最好的耐腐蚀性能，这可能和Nb及V的加入提高了合金表面生成的钝化膜的稳定性，使得后续反应过程中钝化膜未发生溶解，从而提高了其耐腐蚀性能，而在1mol/L NaOH溶液中，虽然不加Nb、V的合金试样的自腐蚀电位稍低，但是最小的自腐蚀电流密度以及最大的极化电阻都表明了在1mol/LNaOH溶液中，未加Nb、V的合金试样具备最好的耐腐蚀性能。

关键词： ti基非晶合金微观结构力学性能腐蚀性能

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生物医用ti基非晶合金的研究进展

金属功能材料 2012年第1期19卷 55-58页

作者：索忠源王毅坚石纯芳孙晓锋吉林化工学院机电工程学院吉林省吉林市132022 吉林化工学院人事处吉林省吉林市132022

ti基非晶合金因其具有与人体骨相近的弹性模量、良好的生物相容性及优良的抗腐蚀性而具有潜在的医用价值。本文综述了医用ti基非晶合金及其复合材料的发展以及表面改性的研究现状。分析了ti基非晶合金及其复合材料在医学应用中需要解决... 详细信息

ti基非晶合金因其具有与人体骨相近的弹性模量、良好的生物相容性及优良的抗腐蚀性而具有潜在的医用价值。本文综述了医用ti基非晶合金及其复合材料的发展以及表面改性的研究现状。分析了ti基非晶合金及其复合材料在医学应用中需要解决的问题,对未来发展方向及临床应用前景进行了展望。

关键词： ti基非晶合金研究进展生物相容性表面改性复合材料

ti-Zr-Si系非晶合金的制备和晶化动力学及生物医用性能研究

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Ti-Zr-Si系非晶合金的制备和晶化动力学及生物医用性能研究

作者：宋元强暨南大学

学位级别：硕士

ti基非晶合金是一类具有高比强度,优良的耐腐蚀性和生物相容性,以及较低弹性模量的新型合金材料,在生物医用植入体材料领域具有重要的应用前景。生物医用ti基非晶合金大致可以分为四类:ti-Zr-Cu-Pd体系,ti-Cu-Zr-Fe-Sn-Si体系,ti-Zr-Si... 详细信息

ti基非晶合金是一类具有高比强度,优良的耐腐蚀性和生物相容性,以及较低弹性模量的新型合金材料,在生物医用植入体材料领域具有重要的应用前景。生物医用ti基非晶合金大致可以分为四类:ti-Zr-Cu-Pd体系,ti-Cu-Zr-Fe-Sn-Si体系,ti-Zr-Si体系以及其他生物医用ti基非晶合金。其中,ti-Zr-Si系非晶合金不含Cu、Ni等对人体有毒性或致敏性作用的元素,因而成为生物医用ti基非晶合金的重点研究方向。但是,ti-Zr-Si系非晶合金的玻璃形成能力相对较差,通常只能制备微米厚度的薄带样品,严重制约了其在生物医用植入体材料领域的应用。本文基于生物医用ti基非晶合金的设计原则,设计并成功制备出一系列ti-Zr-Si系非晶合金,使用玻璃形成稳定性的概念评价了其玻璃形成能力,并对其晶化动力学行为进行了系统研究以揭示合金元素对其热稳定性及玻璃形成能力的影响,最后初步表征了ti-Zr-Si系非晶合金的弹性模量,以及在模拟人体环境的溶液中的耐腐蚀性能和羟基磷灰石培养情况。本文的研究内容,为后续采用增材制造技术制备大尺寸ti-Zr-Si系非晶合金开展了初步探索。本文主要研究结果如下:(1)基于“Inoue经验三原则”,“深共晶原则”,“混乱原则”,不使用对人体有毒性或致敏性作用的元素和贵金属元素原则,以tiZrSiTa非晶合金为初始成分,选择Sn、Ge、Ga、B等为微合金化元素,采用真空电弧熔炼和熔融纺丝法制备出tiZrSiTa、tiZrSiTaM(M=Sn,Ge)、tiZrSiTaSn(x=1,2,3)、tiZrSiSnGe(x=1,3,5)、tiZrSiSnGa以及tiZrSiSnGeB等合金条带。XRD结果表明,tiZrSiTa、tiZrSiTaGe、tiZrSiTaSn(x=1,2,3)以及tiZrSiSnGe(x=1,3,5)等合金条带为完全非晶态。热分析结果表明,所制得的ti-Zr-Si系非晶合金的约化玻璃转变温度T均在0.45～0.48之间(基于这一结果,本文提出玻璃形成稳定性的概念,并通过检测合金条带不同位置处的非晶结构以表征非晶合金的玻璃形成稳定性,发现tiZrSiTa、tiZrSiTaGe、tiZrSiSn以及tiZrSiSnGe等成分具有较好的玻璃形成稳定性。但是,尝试制备直径1.5 mm棒状非晶试样的实验均未成功,再次表明上述ti-Zr-Si系非晶合金玻璃形成能力较差。(2)为揭示合金元素对ti-Zr-Si系非晶合金玻璃形成能力的影响,选择具有较强玻璃形成稳定性的tiZrSiTa、tiZrSiSn以及tiZrSiSnGe非晶合金为对象,研究了ti-Zr-Si系非晶合金在等温过程和连续升温过程中的晶化动力学行为。结果表明,在等温晶化过程中,tiZrSiTa、tiZrSiSn以及tiZrSiSnGe非晶合金的晶化激活能E分别为259.89±19.45 k J/mol,262.39±15.80 k J/mol和359.25±17.21 k J/mol;Avrami指数n分别为2.54～2.90,2.72～3.19和2.80～3.35。ti-Zr-Si系非晶合金的形核过程几乎在孕育期完成,等温晶化峰范围内主要是由界面控制的晶体长大过程。对于连续升温过程,tiZrSiTa、tiZrSiSn以及tiZrSiSnGe非晶合金的晶化激活能E分别为535.84±27.35 k J/mol,660.46±42.15 k J/mol,473.65±48.04 k J/mol;玻璃转变激活能E分别为768.96±53.54 k J/mol,935.57±66.93 k J/mol,495.51±14.88 k J/mol。Sn元素的添加提高了ti-Zr-Si系非晶合金在连续升温过程中形核激活能对晶化激活能E的贡献,并因此提高了晶化激活能E,表明Sn元素有利于提高ti-Zr-Si系非晶合金的玻璃形成能力。而Ge元素的添加提高了ti-Zr-Si系非晶合金在等温过程中的晶化激活能E,表明Ge元素有利于改善ti-Zr-Si系非晶合金的热稳定性。(3)初步表征了tiZrSiTa、tiZrSiSn以及tiZrSiSnGe非晶合金的生物医用性能,包括非晶合金的弹性模量,以及在模拟人体环境的溶液中的腐蚀行为和羟基磷灰石培养情况。纳米压痕测试结果显示,tiZrSiTa、tiZrSiSn以及tiZrSiSnGe非晶合金的弹性模量分别为85.2±12.5 GPa,81.7±14.3 GPa和96.3±7.1GPa,低于传统生物医用植入体材料的弹性模量。在模拟体液(Simulated body fluid,SBF)和Hank`s溶液中,tiZrSiTa、tiZrSiSn以及tiZrSiSnGe非晶合金具有明显的钝化区,并且具有较低的腐蚀电流密度(低

关键词： ti基非晶合金微合金化法玻璃形成能力晶化动力学生物医用

ti_(45)Zr_(35)Cu_(5)Ni_(15)块体非晶合金动态压缩性能研究

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稀有金属材料与工程 2021年第11期50卷 4128-4134页

作者：陈娜程焕武孙驰沈永华王扬卫王迎春李硕刘娟北京理工大学材料学院北京100081 冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

通过铜模喷铸法制备了含有少量纳米晶的ti_(45)Zr_(35)Cu_(5)Ni_(15)大块非晶合金。利用分离式霍普金森杆(SHPB)分别对试样进行室温(25℃)、-80℃和液氮温度(-196℃)3种不同温度环境下的高应变率加载动态压缩实验,结合带有能谱的场发射... 详细信息

通过铜模喷铸法制备了含有少量纳米晶的ti_(45)Zr_(35)Cu_(5)Ni_(15)大块非晶合金。利用分离式霍普金森杆(SHPB)分别对试样进行室温(25℃)、-80℃和液氮温度(-196℃)3种不同温度环境下的高应变率加载动态压缩实验,结合带有能谱的场发射扫描电镜(SEM)观察材料压缩断口的形貌特征。对比分析发现:材料在-80℃下的动态最大抗压强度以及塑性变形最高,最大抗压强度达到2378 MPa,塑性应变达到12%,强韧性配合优异,在材料断口形貌中发现了独特的褶皱特征;材料在室温以及液氮温度下的力学性能相近,最大抗压强度在1600MPa左右,塑性应变达到8%左右,断口中出现了大量的河流花样。材料在室温下表现为应变软化,在低温下表现出一定程度的应变率强化效应。

关键词： ti基非晶合金纳米晶低温动态压缩