非晶合金因其優(yōu)異的機械性能,良好的耐腐蝕性和優(yōu)良的生物相容性引起了人們對其在航空航天、生物醫(yī)學應用等方面的極大興趣,對具有高非晶形成能力的非晶合金的需求在日益增加。實驗制備是獲得非晶合金的直接途徑,而具有高非晶形成能力的非晶合金則需要通過不斷地嘗試才能夠獲得。盲目的“試錯”是耗時而費力的,非晶成形范圍的預測對于非晶合金的制備具有重要意義。本文提出了一個由鍵參數(shù)函數(shù)和非晶形成焓組成的新的理論模型。將該模型用于了15個稀土金屬（La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）基二元非晶合金形成能力的研究。發(fā)現(xiàn)能夠與稀土金屬形成非晶合金的元素在二維D-G圖上呈規(guī)律性分布,用一條橢圓曲線_d2^（x-m）2+_e2^（y-n）2=1可以將非晶形成區(qū)和非形成區(qū)進行區(qū)分。對橢圓曲線的相關參數(shù)m,n,d和e進行了分析,得到了它們與基體元素的物理參量之間的正相關關系。規(guī)定已有實驗數(shù)據(jù)的非晶合金如果落在橢圓曲線內(nèi),則稱其落在了正確區(qū)域,否則則稱其落在了錯誤區(qū)域,利用這個準則,用已有實... 

【文章來源】：湖南師范大學湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

左邊為非晶態(tài)結構，成無序排列；

非晶合金形成能力的鍵參數(shù)函數(shù)-形成焓模型1第一章緒論1.1非晶合金固體材料，按照組成其原子或分子的微觀排列可以將其劃分為晶體、準晶體和非晶體三大類。組成晶體和準晶體材料的原子其排列是有一定順序的，只不過準晶體不具備晶體所具有的平移對稱性。組成非晶材料的原子或分子長程來看其分布不具有周期性和平移對稱性，即長程無序；但是在其近鄰的幾個原子范圍內(nèi)，其排列仍然具有一定的規(guī)律性，即短程有序。晶體和非晶體材料結構上的對比如圖1-1所示。圖1-1左邊為非晶態(tài)結構，成無序排列；圖1-2非晶材料在固態(tài)材料中的占比[1]右邊為晶態(tài)結構，呈有序排列[1]非晶態(tài)物質(zhì)在自然界中普遍存在且占比較大，圖1-2簡單地表示了非晶態(tài)物質(zhì)在凝聚態(tài)物質(zhì)中所占的比例，顯然，大多數(shù)固態(tài)物質(zhì)都是以非晶態(tài)存在的。非晶態(tài)物質(zhì)既有天然形成的，如琥珀、松香、瀝青等，也有人工合成的，如玻璃、塑料等，而非晶合金（amorphousalloy）正是人們使用金屬原材料合成的非晶態(tài)物質(zhì)。人們通過加快金屬熔體冷卻速率的方法，阻止冷卻過程中金屬原子的有序排列，從而阻止了晶體相的形成，保留了其原子無序排列的狀態(tài)。非晶合金具有金屬般光澤的外觀，但其原子排列卻又像玻璃一樣長程無序，因此，非晶合金亦被稱為金屬玻璃（metallicglass）。同時，由于非晶合金的原子分布呈無序狀態(tài)，在微觀結構上類似于黏稠的液體，非晶合金又被稱作凍結的熔體或者液態(tài)金屬[2-4]。

非晶合金形成能力的鍵參數(shù)函數(shù)-形成焓模型3Fe-Cr-Mo-C-B。隨后，哈爾濱工業(yè)大學的沈軍[16]報道了非晶合金系Fe-Co-Cr-Mo-C-B-Y的臨界尺寸可以達到16mm。2005年，Ma等人[17]發(fā)現(xiàn)了臨界尺寸可達25mm的Mg-Cu-Ag-Pd非晶合金。隨著社會的發(fā)展，人們對非晶合金的需求及要求都在不斷提升，非晶合金的制備技術必將會更加完善。圖1-3中科院物理所研制的大塊非晶合金[18]1.1.2非晶合金的性能及應用1.1.2.1非晶合金的電磁學性能類金屬元素對電子具有一定的散射作用，如果一個體系中包含有類金屬元素，那么就將具有較高的電阻率。因此，含有類金屬元素的非晶合金其電阻率將是同材料晶體合金的2到3倍。此外，當所處溫度較低，低于臨界轉變溫度時，許多非晶材料的電阻率將會變?yōu)榱悖鏜o-Si-B，Ti-NB-Si等。非晶合金被認為是良好的磁性制冷劑，因為它們具有超高的制冷能力，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)提供最大的冷卻量，而且，相對于金屬間化合物來說，我們可以通過改變非晶合金的成分來很容易地調(diào)節(jié)居里溫度，而不會惡化合金的磁熱學性能[19-22]。晶體金屬材料，它們的磁特性主要受磁晶各向異性能的控制，磁晶各向異性能是晶體材料的固有特性，與磁滯損耗有很強的相關性。而非晶軟磁合金由于缺乏晶體結構(或長程有序)而不具有磁晶各向異性能，具有較高的電阻率，有助于降低渦流損耗，是優(yōu)良的軟磁材料。1.1.2.2非晶合金的機械性能非晶合金具有特殊的微觀結構，也由此表現(xiàn)出了區(qū)別于其他材料的機械性能。非晶合金中原子間的鍵合比晶態(tài)合金強的多，而且與晶體材料相比，非晶合金不存在滑移系

【參考文獻】：
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本文編號：3500259