本文關(guān)鍵詞：制備工藝因素對(duì)鋁基非晶合金玻璃形成能力的影響

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【摘要】：隨著當(dāng)今社會(huì)的飛速發(fā)展,鋁基非晶合金以其優(yōu)異的物理性能,例如良好的韌性、極高的屈服強(qiáng)度以及抗腐蝕能力而在航空航天零件、汽車輪船抗腐蝕涂層等方向擁有巨大的優(yōu)勢(shì),Al基非晶合金存在著巨大的應(yīng)用潛力。但是,由于Al基非晶合金的玻璃形成能力很低,目前無(wú)法獲得較大尺寸的塊體樣品,使Al基玻璃合金的應(yīng)用受到很大限制,因此,研究鋁基合金的玻璃形成能力的影響因素,提升鋁基合金的玻璃形成能力已經(jīng)成為目前研究的關(guān)鍵問(wèn)題。在制備鋁基非晶形成合金過(guò)程中,由于存在大量的有害氣體如氫、氧等,會(huì)導(dǎo)致熔體內(nèi)部生成大量氧化夾雜,這些氧化夾雜會(huì)在熔體內(nèi)部充當(dāng)異質(zhì)形核點(diǎn)進(jìn)而增大異質(zhì)形核率,損害熔體內(nèi)部組織排列,而最終制備鋁基非晶棒材時(shí),由于銅模內(nèi)氣體間隙的存在會(huì)使非晶合金的冷卻速率降低,無(wú)法達(dá)到形成非晶棒材的臨界冷卻速率,因此,凈化鋁基非晶合金熔體,選擇合適的非晶棒材制備工藝,是獲得大尺寸塊體鋁基非晶合金的關(guān)鍵。(1)確定除雜熔鹽的成分、凈化效果和凈化機(jī)制。根據(jù)凈化熔鹽的選取原則:低密度、低熔點(diǎn)、低表面張力等原則,選取CaCl2、MgCl2和KCl作為除雜熔鹽的基本氯鹽成分體系,根據(jù)三元相圖選定成分配比為26wt.%KCl+49wt.%MgCl2+25wt.%CaCl2附加組元CaF2最佳添加量為20%,總添加量為熔體質(zhì)量的1%時(shí),表面吸氧量最高,經(jīng)熔鹽凈化后,合金基體中氧含量由1.06%降至0.47%,缺陷處氧含量由24.99%降至7.17%,達(dá)3倍之多,確定熔鹽可以通過(guò)物理吸附及化學(xué)反應(yīng)等機(jī)制純凈熔體。(2)確定鋁基非晶棒材制備的最佳工藝。通過(guò)紅外實(shí)時(shí)測(cè)溫裝置,對(duì)制備過(guò)程中鋁基非晶棒材的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可以得出,當(dāng)加熱溫度為1050℃時(shí),棒材邊緣位置冷卻速率可達(dá)4.5?103K/s,中心位置可達(dá)3.7?103K/s,當(dāng)沖速為300mm/s時(shí),棒材邊緣位置冷卻速率可達(dá)2.5?104K/s,中心位置可達(dá)3.5?103K/s,均滿足臨界冷卻速率要求。(3)制備直徑2mm鋁基非晶棒材。采用得到充分凈化后的純凈Al-Ni-Y-Co-La五系鋁合金熔體進(jìn)行非晶棒材的制備,最后通過(guò)幾種檢測(cè)手段確定2mm棒材的完全非晶性。因此,通過(guò)本文的理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,成功制備出直徑2mm的大尺寸塊體鋁基金屬玻璃。
【關(guān)鍵詞】：鋁基非晶棒材 熔體凈化 制備工藝 玻璃形成能力
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 非晶態(tài)金屬材料10-12
• 1.1.1 非晶態(tài)金屬材料簡(jiǎn)介10
• 1.1.2 非晶態(tài)金屬材料的發(fā)展10-12
• 1.2 鋁基非晶合金簡(jiǎn)介12-13
• 1.2.1 鋁基非晶態(tài)合金發(fā)展歷史12-13
• 1.2.2 鋁基非晶態(tài)合金的應(yīng)用前景13
• 1.3 鋁基非晶合金的玻璃形成能力13-15
• 1.3.1 臨界冷卻速率對(duì)鋁基非晶合金玻璃形成能力的影響13-14
• 1.3.2 形核率對(duì)鋁基非晶合金玻璃形成能力的危害14-15
• 1.3.3 氧化夾雜對(duì)鋁基合金的玻璃形成能力危害15
• 1.4 鋁基非晶合金玻璃形成能力的提升方法15-17
• 1.4.1 熔體凈化處理對(duì)鋁基非晶合金玻璃形成能力的影響16-17
• 1.4.2 制備工藝對(duì)鋁基非晶合金的玻璃形成能力的影響17
• 1.5 本文研究目的、內(nèi)容及研究意義17-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)設(shè)備19-22
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案19-20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)用材的選擇及制備20
• 2.2.1 除雜熔鹽的配制20
• 2.2.2 母合金的配制及非晶合金的制備20
• 2.3 分析及表征20-22
• 2.3.1 X射線衍射分析21
• 2.3.2 SEM微觀形貌分析21
• 2.3.3 電子探針顯微分析21
• 2.3.4 差示掃描量熱儀（DSC）分析21-22
• 第3章 鋁基非晶合金的凈化工藝及機(jī)理分析22-42
• 3.1 鋁合金熔體中氧的分布及含量22-23
• 3.2 鋁合金除雜熔鹽的成分設(shè)計(jì)23-30
• 3.2.1 熔鹽基本組元成分的選取23-24
• 3.2.2 熔鹽輔助組元成分的選取24-25
• 3.2.3 熔鹽基本組元的成分配比選取25-26
• 3.2.4 除雜熔鹽輔助組元的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證26-27
• 3.2.5 熔鹽整體添加量的確定27-30
• 3.3 熔體內(nèi)部除雜效果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證30-35
• 3.3.1 熔鹽除雜效果的電子探針?lè)治鲵?yàn)證30-33
• 3.3.2 熔鹽除雜效果的SEM分析驗(yàn)證33-35
• 3.4 熔體除雜前后表面對(duì)比分析驗(yàn)證35-38
• 3.4.1 熔體除雜前后的表面組織SEM分析驗(yàn)證35-37
• 3.4.2 熔體除雜前后的表面組織XRD分析驗(yàn)證37
• 3.4.3 熔鹽除雜后熔體的內(nèi)部組織XRD分析37-38
• 3.5 除雜熔鹽的最終除雜機(jī)制38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 第4章 塊體鋁基非晶合金的制備工藝研究42-59
• 4.1 冷卻速率對(duì)鋁基非晶合金玻璃形成能力的影響42
• 4.2 氣體間隙對(duì)鋁基非晶合金玻璃形成能力的影響42-46
• 4.2.1 制備過(guò)程中冷卻速率與棒材位置的關(guān)系42-44
• 4.2.2 制備過(guò)程中氣體間隙與熱傳導(dǎo)系數(shù)的關(guān)系44-46
• 4.3 不同制備工藝下非晶合金的玻璃形成能力46-52
• 4.3.1 不同壓鑄溫度下冷卻速率的變化46-50
• 4.3.2 不同壓鑄速度與冷卻速率的影響50-52
• 4.4 直徑 2mm鋁基非晶棒材的制備52-57
• 4.4.1 非晶棒材的SEM微觀分析52-54
• 4.4.2 非晶棒材的DSC分析54-56
• 4.4.3 非晶棒材的XRD分析56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第5章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 汪衛(wèi)華;;非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J];物理學(xué)進(jìn)展;2013年05期

2 李雷鳴;徐錦鋒;;大體積非晶合金的制備技術(shù)[J];鑄造技術(shù);2007年10期

3 陳振華;司乃潮;張扣山;趙偉;;Nd對(duì)Mg_(65)Cu_(22)Ni_3Y_(10)非晶形成能力及熱穩(wěn)定性的影響[J];特種鑄造及有色合金;2007年04期

4 趙雙群,謝錫善;一種新型鎳基高溫合金長(zhǎng)期時(shí)效后的組織和性能[J];金屬學(xué)報(bào);2003年04期

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本文編號(hào)：569312