本文關鍵詞：Ni基非晶合金纖維的熔體抽拉工藝與性能研究

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【摘要】：非晶合金由于內部不含位錯、層錯等結構缺陷,因而具有良好的力學性能和耐腐蝕能力。熔體抽拉作為生產低維非晶材料的近凈成形技術之一,具有適用性廣、冷卻速率高等特點,可以滿足多種非晶態(tài)金屬纖維及薄帶生產。本文以Ni_(59)Zr_(20)Ti_(16)Si_3Co_2合金為實驗原料,通過單因素不變法和正交實驗法,研究了熔體抽拉過程中輥輪轉速、熔體進給速度等工藝參數(shù)對所制備纖維形貌、結構及性能的影響。并結合非晶結構及合金體系的自身特點,對所制備的纖維進行了室溫拉伸實驗和耐腐蝕實驗。單因素不變法實驗結果表明:熔體的冷卻速度與輥輪轉速呈線性關系,輥輪轉速越快,熔體的冷卻速度越高,纖維非晶化程度越大;輥輪轉速與熔體進給速度的契合程度影響纖維的宏觀形貌,均勻的宏觀形貌是纖維具有優(yōu)異力學性能的前提。正交實驗結果表明:纖維長度主要受熔體進給速度影響,纖維拉伸強度與熔煉時間有關,而纖維截面圓整度主要由熔體溫度控制。通過對正交實驗結果的極差分析得到了針對不同性能指標的最優(yōu)制備工藝。拉伸試驗結果表明:輥輪線速度不同,所制備的纖維拉伸強度及塑形有顯著差異。當輥輪線速度大于20m/s時,纖維拉伸強度較高,斷裂機理為脆性斷裂;當輥輪線速度小于20m/s時,在低應變速率下,纖維表現(xiàn)出更好的拉伸塑性,且隨著應變速率的降低,纖維的拉伸強度不同程度減小。纖維耐腐蝕和浸泡試驗表明:Ni基非晶合金纖維在酸及鹽溶液中均表現(xiàn)出較好的耐腐蝕性,極化曲線測試結果表明,纖維在濃硫酸溶液中的耐腐蝕性隨纖維直徑的降低而逐漸增大。
【關鍵詞】：熔體抽拉 非晶合金 Ni基纖維 拉伸性能 腐蝕行為
【學位授予單位】：北方民族大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.8;TQ343
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 非晶合金的發(fā)展概況10-11
• 1.3 非晶合金纖維的制備方法11-19
• 1.3.1 內圓水紡技術11-12
• 1.3.2 玻璃包覆技術12-13
• 1.3.3 熔體抽拉技術發(fā)展概況13-14
• 1.3.4 熔體抽拉技術工藝過程14-17
• 1.3.5 熔體抽拉理論模型17-19
• 1.4 微尺度非晶合金簡述19-21
• 1.4.1 非晶合金纖維的力學性能19-20
• 1.4.2 微尺度非晶合金的應用20-21
• 1.5 微尺度Ni基非晶合金的研究進展21-22
• 1.6 選題意義及主要研究內容22
• 1.7 本章小結22-23
• 第二章 纖維的制備及分析方法23-30
• 2.1 實驗原料23
• 2.2 合金熔煉23-24
• 2.3 熔體抽拉設備簡介24-26
• 2.4 熔潭形貌確定26-27
• 2.5 分析測試研究方法27-29
• 2.5.1 X-射線衍射分析（XRD）27
• 2.5.2 掃描電子顯微鏡觀察(SEM)27
• 2.5.3 金相觀察與尺寸測量27
• 2.5.4 透射電子顯微鏡分析（TEM）27
• 2.5.5 熱分析（DSC）27-28
• 2.5.6 浸泡試驗28
• 2.5.7 耐腐蝕性測試28
• 2.5.8 拉伸性能測試28-29
• 2.6 本章小結29-30
• 第三章 Ni基非晶合金纖維的熔體抽拉工藝研究30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 輥輪線速度的影響30-36
• 3.2.1 輥輪線速度對單位長度纖維質量的影響30-32
• 3.2.2 輥輪線速度對纖維尺寸的影響32
• 3.2.3 輥輪線速度對纖維拉伸強度的影響32-34
• 3.2.4 輥輪線速度對纖維表面形貌的影響34
• 3.2.5 輥輪線速度對纖維內部組織結構的影響34-36
• 3.3 熔體進給速度的影響36-38
• 3.3.1 熔體進給速度對纖維長度的影響36-37
• 3.3.2 熔體進給速度對纖維尺寸的影響37-38
• 3.4 正交試驗與工藝優(yōu)化38-40
• 3.5 本章小結40-42
• 第四章 Ni基非晶合金纖維的拉伸性能與腐蝕行為研究42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 Ni基非晶纖維的靜態(tài)拉伸行為研究42-50
• 4.2.1 Ni基非晶合金纖維的脆性斷裂42-44
• 4.2.2 Ni基非晶合金纖維的相分離現(xiàn)象44-47
• 4.2.3 Ni基非晶合金纖維的剪切帶47-48
• 4.2.4 應變速率對纖維拉伸行為的影響48-50
• 4.3 Ni基非晶合金纖維的腐蝕行為研究50-52
• 4.3.1 Ni-Zr-Ti基非晶合金纖維的浸泡腐蝕50-51
• 4.3.2 Ni基非晶合金纖維在濃硫酸溶液中的極化曲線測試51-52
• 4.4 本章小結52-54
• 第五章 結論54-55
• 參考文獻55-60
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文60-61
• 致謝61-62
• 個人簡介62

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本文編號：1037194