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本文主要由两部分构成。 在第一部分,我们先简单介绍了准晶研究的现状和进展,及准晶研究的相关理论,以及准晶的特性。然后我们介绍了根据三元准晶系的相图特征归纳出的三元准晶形成的定量成分判据,及设计和优化准晶成分的实用方法。 等电子浓度线特征指准晶和晶体类似相为一组相近电子浓度值的电子相,位于相图上的一条电子浓度线附近,体现出三元准晶与其类似相在电子结构和晶体结构上的相似性。 变电子浓度线特征指三元准晶位于二元准晶和第三组元的连线上,它反映了三元准晶与二元准晶在原子团簇结构上的相关性,即在线上的合金相含有相近的原子团簇。 由此获得了三元准晶的成分判据,即理想的准晶成分位于等电子浓度线和变电子浓度线的交点。我们利用该判据在Ti-Zr-Ni体系中寻找到准晶形成的理想成分点。 在论文的第二部分,我们将Ti-Zr-Ni体系中理想成分点处的合金炼制成合金棒,对其进行X射线分析,发现是含量接近100%的纯准晶。随后我们对该块状纯准晶进行了力学性能,腐蚀性能,摩擦磨损性能等的测定和研究。实验结果如下: 1.铸态Ti40Zr40Ni20准晶合金具有良好的室温力学性能:在1.96N的载荷下,维氏显微硬度值接近5500MPa,断裂强度达到430MPa,杨氏模量27913MPa,室温弹性应变可达1.49%。从实验结果看,其综合力学性能远远好于Al基准晶,与Zr55Al15Ni10Cu20非晶和Ti50Cu27Ni20Sn3非晶在一个数量级上。Ti40Zr40Ni20准晶合金室温单向压缩时应力—应变曲线呈现弹性变形特征,断裂方式为解理断裂,属脆性穿晶断裂。断裂前未发现有明显塑变发生。但在进行维氏显微硬度测试时,试样表面上的压痕却清晰规整。这表明在复杂应力状态下,准晶材料具有一定的室温塑变能力。 2.块体纯准晶合金Ti40Zr40Ni20与退火后的晶体相相比,在强碱性溶液中准晶相和晶化相的耐蚀性相差不多,在强酸性溶液和盐溶液中,准晶相的耐蚀性低于晶化相,可见,准晶这种独特的结构不一定能提高材料的耐腐蚀性能,其耐蚀性与溶液的性质有关。块体纯准晶合金Ti40Zr40Ni20与不锈钢相比有着优良的抗腐蚀性能,这说明准晶的抗腐蚀性能和成分有很大关摘要系,从极化曲线上看,准晶样品抗碱溶液腐蚀能力最强,抗酸溶液次之,抗盐溶液腐蚀能力最差。纯的块状Ti4oZr4oNiZ。准晶显微硬度值为5.6GPa,高于退火后样品的显微硬度,其值为3.IGPa。在400mN载荷下纯的块状Ti4oZr4。NiZ。准晶同GCrls钢对磨时的摩擦系数为0.13,低于晶化相的摩擦系数,为0.14。两者在室温下的磨损机制均为磨粒磨损。但是晶化后样品的磨损量高于纯的块状Ti4。Zr4。NiZ。准晶,说明纯的块状Ti4。zr4oNiZo准晶的耐磨性更好。Ti40Zr40NiZ。纯准晶合金膨胀系数数值和铂相似,并且随温度升高膨胀系数值增加:Ti4oZr4oNiZ。纯准晶合金具有很高的电阻率,约为3230抖Q .cm,和AI基准晶类似。