材料制备新技术 教学课件 ppt 作者 许春香 主编 张金山 副主编第五章 非晶态合金制备技术.ppt

材料成型及控制工程教研组 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 第5章 非晶态合金制备技术 表5-1 铝基非晶合金和其他合金的抗拉强度、比强度 表5-2 非晶态合金的主要特性及其应用 第5章 非晶态合金制备技术 式中， 为单位体积的单原子数目；v为频率因 子；k为Boltzmann常数；T为绝对温度；D为有效扩 散系数； 为晶胚必须克服的激活能；I为形核速率。 根据经典形核理论，形核功表达式为 式中， 为晶核与熔体间的界面能； 为液固 相自由能差，即结晶驱动力。 式中，a0为扩散跳跃的平均原子或离子直径； 为 粘度，可以通过Volgel-Fulcher方程进行计算。 式中，△Hf为T0温度下的熔化焓；△Sf为T0温度 下的熔化熵；T0为液相与晶体相平衡的温度； 为 等压比热容。 式中，A为与温度无关的频率因子； 为每个原子 的势垒高度； 为发生反应所需的临界构形熵；T 为温度；K为常数。 式中，A为常数：K为常数；Vf为自由体积。 均匀成核率与生长率可表示为 式中， ， ；K为Boltzmann常数；a0 为平均原子直径；Nv为Avogadro常数；Tm为熔点温 度；f为界面上原子优先附着或者移去的位置分数。 urnball等认为，在简化条件α=αmTr，其中αm为 一常数，是T=Tm时的α值，取αm=0.86，此时均匀 成核率也可简化为 这样，将方程式（5-8）、式（5-13）代入方 程式（5-7）就可以计算得出达到x=10-6所需要的时 间t为 式中，Tm为合金的熔点；Tn为TTT曲线极值点所对 应的温度；tn为TTT曲线极值点所对应的时间。 式中，n为合金的组元数；Ci为第i组元的摩尔百 分数；ri为第i组元的共价原子半径；xi为第i组元 的Pauing电负性。 式中，ei是第i组元元素的价电子数。对于过渡族 金属，ei等于s电子与d电子之和； 对于含有p电子的元素，ei等于s电子与p电子之和。 式中， 为熔液在温度厂时的粘度；Tg为熔液的 玻璃化转变温度。 式中， 为温度时的熔液粘度； 为液相线温度 TL时的熔液粘度。 其中 根据式(5-30)，Meng等人将式(5-29)简 化为： 式中，x为合金系的种类；n为同一合金系 中所研究的具体合金数目； 为第i个合金在 液相线温度时的粘度(mPa·s)。 Trg = Tg/Tm 式中，Tg为合金的玻璃转变温度；Tm为合金的固 相线温度 。 过冷液相区宽度△Tx被定义为起始晶化温度Tx与 玻璃转变温度Tg的差，即： △Tx = Tx-Tg 表征合金GFA的必威体育精装版参数φ: 参数φ包括了参数Trg和 △Tx . 为了简化，取 Tg/Tx 和 T1/Tx 两个参数的平均 值，则得到 因此，Lu定义一个新参数来表征GFA，即 目前所发现的BMGs的临界冷却速度Rc及临界直径 值Dmax与其γ值分别存在以下统计关系： 图5-1 液态金属结晶开始时间与过冷度的关系 图5-2 气体、固体、液体的原子分布函数 图5-3 晶体与非晶体在变形机理上的区别 图5-4 晶体与非晶合金在30℃HCl溶液中腐蚀速度 （a）移动石英玻璃管后射流 （b）直接射流 图5-5喷射成型法制备大块非晶合金示意图 （a）直线移动法 （b）旋转盘法 图5-6　模具移动法制备大块非晶合金示意图 图5-7压力铸造法制备大块非晶合金示意图 （a）铜模 （b）试样 图5-8 铜模和试样示意图 图5-9