Mg-Ni基非晶合金的制備及性能研究.pdf

1、非晶態(tài)合金由于其自身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有傳統(tǒng)的晶態(tài)金屬材料所無(wú)法比擬的優(yōu)異性能，因而成為特殊領(lǐng)域下的新型結(jié)構(gòu)材料。與其他非晶合金相比，鎂基非晶合金由于其資源豐富、價(jià)格低廉、低密度和高強(qiáng)度等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，而逐漸成為材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　 近年來(lái)，為了提高鎂基合金的玻璃形成能力(GFA)，主要采用兩種方法：(1)調(diào)整合金系的元素比例；(2)微合金化法。而微合金化法被證明是提高合金玻璃形成能力的有效途徑。本文采用單輥旋淬技術(shù)制備了

2、不同成分的Mg-Ni-Y系三元非晶合金，并對(duì)部分非晶合金在不同工藝條件下進(jìn)行了退火處理，而后通過(guò)分別添加稀土元素Ce、Nd，制備了Mg-Ni-Y-Ce、Mg-Ni-Y-Nd四元非晶合金。調(diào)整不同銅輥轉(zhuǎn)速、獲得不同冷卻速度，配合X射線衍射分析(XRD)、差熱分析(DTA)、掃描電子顯微鏡(SEM)等分析技術(shù)對(duì)Mg-Ni基非晶合金的微觀組織結(jié)構(gòu)、晶化行為、玻璃形成能力進(jìn)行了系統(tǒng)的研究；通過(guò)顯微硬度測(cè)試、電化學(xué)測(cè)試等方法對(duì)該非晶合金的力學(xué)性能

3、和耐腐蝕性能進(jìn)行了分析和探討。
　　 X射線衍射、差熱分析和顯微硬度測(cè)試表明，在Mg86.33Ni13.67-xYx(x=0，1,3，6，10)合金系中，玻璃形成能力和顯微硬度均隨Y含量的加入明顯提高，當(dāng)x=6時(shí)達(dá)到最大，而后隨Y含量進(jìn)一步增加稍有下降；對(duì)于不同成分的Mg86.33Ni13.67-xYx非晶合金，XRD圖譜中最大衍射漫散峰的位置20發(fā)生了明顯變化，通過(guò)晶化處理，結(jié)果表明當(dāng)x=0，1,3時(shí)，20對(duì)應(yīng)的是fcc-Mg

4、6Ni或fcc-Mg6Ni+Ni-Y金屬間化合物；而當(dāng)x=6，10時(shí)對(duì)應(yīng)的是Mg-Y和Ni-Y化合物；添加Y后該非晶合金在中性0.01mol/LNaC1溶液中的耐腐蝕性先提高，而后隨Y含量增加而降低，非晶合金的耐腐蝕性能與合金結(jié)構(gòu)及成分有關(guān)。
　　 在Mg80-xNilO+xY1O(x=0,5，10，15)合金系中，Mg65Ni25Y10非晶合金的玻璃形成能力最強(qiáng)，在此合金基礎(chǔ)上，分別加入適量的稀土元素Ce、Nd，即Mg65Ni

5、25YlO-xCex(x=0，2.5,5，7.5，10)和Mg65Ni25YlO．xNdx(x=0，2.5,5，7.5，10)，均在不同程度上提高了非晶合金的玻璃形成能力，Mg65Ni25Cel0和Mg65Ni25Ndl0合金形成非晶態(tài)結(jié)構(gòu)時(shí)銅輥的臨界轉(zhuǎn)速均低于7.693m/s。對(duì)比Ce和Nd對(duì)鎂基合金玻璃形成能力的影響，Nd元素比Ce元素的作用更加顯著。Mg-Ni基非晶合金中加入Ce時(shí)可在一定程度上提高合金在中性0.01mol/LNa

6、Cl溶液中的耐腐蝕性能，而加入Nd時(shí)卻降低了合金在該溶液中的耐腐蝕性能，二者耐腐蝕性能的差別可能是由陽(yáng)極氧化時(shí)Ce、Nd生成的氧化物結(jié)構(gòu)的不同所致。
　　 將Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金在較低溫度下退火時(shí)，該合金沒(méi)有發(fā)生明顯晶化，然而隨退火溫度逐漸升高，其非晶漫散射峰最大強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的2θ值逐漸增大，表明原子的近鄰間距逐漸減小，非晶內(nèi)部發(fā)生結(jié)構(gòu)弛豫，導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性降低。通過(guò)對(duì)Mg86.33Ni12.67Y1非晶合