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块体非晶合金中的化学短程序畴与玻璃形成能力预测

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【作者】 惠希东； 寇宏超； 陈国良； 姚可夫；

【机构】 北京科技大学新金属材料国家重点实验室； 清华大学机械工程系 北京100083； 北京100083； 北京100084；

【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～100K/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；
【基金】 “十五”863国家高技术发展计划(批准号:200IAA 331010);国家重大基础研究计划(批准号:G200067201-3);国家自然科学基金(批准号:50171006,50071005);北京市重大科技计划(批准号:H020420030320)资助项目
  • 【文献出处】 中国科学E辑:技术科学 ,Science in China,Ser.E , 编辑部邮箱 ,2004年01期
  • 【分类号】TG139.8
  • 【被引频次】20
  • 【下载频次】429
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