一种新型高熵非晶合金的开发及其性能的研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ankang1989
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结构无序的非晶合金和具有高熵值的高熵合金因其特殊性能而受到了许多人的关注,非晶合金和高熵合金集合的交集就是高熵非晶合金。然而已开发出的高熵非晶合金种类不多,而且多数的玻璃转变温度较高。本文对Ce基金属玻璃的成分进行设计和优化,开发出了La-Ce-Ni-Cu-Al系列高熵非晶合金。La-Ce-Ni-Cu-Al系列高熵非晶合金拥有着很低的玻璃转变温度(420 K)和很宽的过冷区间(70 K),很好的热稳定性和优异的玻璃形成能力。我们通过参数Ω和δ预测其相的形成,大的δ(15%)和小的Ω(0.46)表明其所形成的相为复杂的金属间化合物。同时,深入研究了玻璃形成、力学性能、动力学行为和结晶动力学等。La-Ce-Ni-Cu-Al系列高熵非晶合金拥有着很好的压缩强度,且其宏观表现为脆性断裂,而实际上微观断裂机制是塑性断裂。动力学行为研究表明,La-Ce-Ni-Cu-Al系列高熵非晶合金的动力学脆性值是已有高熵非晶合金里面最低的。对其深入探索发现,动力学脆性与玻璃转变温度之间有着很强的关联。通过动力学研究和计算,发现玻璃转变激活能的大小与压缩强度之间有着很强的联系,激活能大的材料在变形过程中需要克服更多的能垒,宏观表现出了优异的力学性能。此外,也计算了其晶化指数,发现La-Ce-Ni-Cu-Al系列高熵非晶合金拥有着较大的晶化指数,表明其晶化动力学行为是三维形核和增速长大的方式。
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