块体非晶合金中的化学短程序畴与玻璃形成能力预测

摘要：

利用HREM和纳米束衍射技术证实了在Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5块体金属玻璃中存在1～3 nm大小亚稳F-Zr2Ni型和稳定四方晶系的Zr2Ni型结构的短程有序区. 在此基础上发展了化学短程有序畴(CSRO)结构的概念, 建立了计算CSRO摩尔分数和含CSRO熔体热力学状态函数的模型和方法. 计算了Ni-Zr, Cu-Zr, Al-Zr, Al-Ni, Zr-Ni-Al和Zr-Ni-Cu合金系中各CSRO摩尔分数, 并得到了这些合金的△GCSRO,△HCSRO和T△SCSRO等热力学参数, 根据最大△GCSRO原则预测了上述合金系的最佳玻璃形成能力(GFA)的成分范围. 这些计算结果与已有的Ni-Zr和Cu-Zr系非晶晶化激活能和Zr-Ni-Al系△Tx的实验数据相吻合, 与Zr-Ni-Cu薄带的X射线衍射结果也符合得很好. 基于CSRO模型的动力学计算表明, 在最佳GFA成分范围内, Zr-Ni-Cu基合金的非晶形成临界冷却速度为(100 K/s量级, 符合目前制备块体非晶的实际冷却速度水平.

关键词：大块金属玻璃、化学短程序畴、玻璃形成能力、热力学模型

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分类号：TG14(金属学与热处理)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划2001AA 331010;国家重点基础研究发展计划973计划G2000 67201-3;国家自然科学基金50171006,50071005;北京市科技攻关项目H020420030320

在线出版日期：2004-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：20-33