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铜锆基大块非晶合金的成本较为低廉，同时它没有毒元素,还有较强的玻璃形成能力以及优良的力学性能，这些优良的特性慢慢的引起了人们的关注。通过对合金添加适量的其他种类元素，我们可以获得在个特性上表现各异的材料。本实验采用了 WK-II型非自耗电弧熔炼炉来制备Zr60Cu20NbxNi7.5-xAl12.5（x=0，2，3.5）非晶合金,通过改变合金中的Nb的含量对其力学性能作出系统的研究。着重地分析其力学性能。通过分析，最后得知Zr60Cu20Ni7.5Al12.5的致密度最大，硬度最强。同时尺寸较小的合金硬度较强 41179
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毕业论文关键词：铜锆基；大块非晶；力学性能；
Zr-Cu-Ni-Al Cu-Zr-Ni-Al Study on Preparation and Mechanical Properties of Bulk Amorphous Alloy
Abstract: Copper and cadmium based bulk non crystal alloy cost is low. At the same time, it has no toxic elements, there are strong glass formation ability and excellent mechanical properties, these excellent properties of slowly caused people's attention. By adding appropriate amount of other kinds of elements to the alloy, we can obtain the material with different characteristics. In this study, amorphous alloy was prepared by a WK-II type non consumable arc melting furnace, and the amorphous alloy was prepared by adding different amount of Nb to the component alloy. The mechanical properties are analyzed emphatically. Through the analysis, finally found that the density of Zr60Cu20Ni7.5Al12.5 is the biggest, the intensity is the strongest. At the same time, the hardness of the alloy is relatively small.
Key Words: Cu-Zr base; bulk metallic glasses; mechanical property; Zr-Cu-Ni-Al
目录
第一章 绪论 . 1
1.1非晶合金的研究及其发展 .1
1.2大块非晶合金的形成机理与形成条件 .2
1.3大块非晶合金的基本特性 .2
1.3.1大块非晶合金的结构特征 2
1.3.2大块非晶合金的热力学特性 3
1.4大块非晶合金的力学特性 .3
1.5大块非晶合金的制备方法 .4
1.5.1氩弧炉熔炼法 4
1.5.2金属模铸造法 4
1.5.3石英管水淬法 5
1.5.4 粉末冶金法 . 5
1.6本文研究目的及内容 .5
第二章 实验部分 . 5
2.1实验设备 .5
2.1.1电源控制柜 6
2.1.2炉主体以及熔炼电源控制装置 7
2.1.3吸铸装置 7
2.1.4真空系统 8
2.2实验流程 .9
2.3原料的准备 .9
2.4非晶合金的制备工艺 10
2.5实验材料测试 11
2.5.1测试样品的制备 11
2.5.2 X-射线衍射仪 . 11
2.5.3差示扫描量热仪(DSC) 12
2.5.4硬度的测定 12
第三章数据分析 . 14
3.1 铌元素添加对锆基非晶合金的XRD 分析 14
3.2铌元素对锆基非晶合金的热稳定性的影响 14
3.3不同升温速率下铌元素对锆基非晶合金的热稳定性的影响 17
3.4铌元素对锆基非晶合金的晶化激活能 19
3.5铌元素对锆基非晶合金的力学性能的影响 20
3.6尺寸对锆基非晶合金的的性能影响 22
3.6.1不同尺寸对锆基非晶合金的热稳定性的影响 22
3.6.2不同尺寸对锆基非晶合金的晶化激活能 23
3.6.3不同尺寸对锆基非晶合金的力学性能影响 24
第四章 实验总结 . 24
致 谢 . 26
参考文献 . 27
第一章 绪论 1.1 非晶合金的研究及其发展 对自然界里的各种类的物质， 若人们不用宏观性质作为标准，直接的着手与组组合物质的原子模型，那就可以使用不同的物理状态将物质规划成为两个种类,第一个是有序结构的类型,还有一个是无序结构的类型。晶体,它的结构是一种较为典型的有序结构。而我们知道：气体、液体还有比如非晶态的固体的结构都是无序结构的。我们将气体比作物质的一种稀释态,同时我们把液体非晶固体比作物质的凝聚态。 长久以来我们所用的金属材料都为晶态的金属及其合金。非晶金属合金能够成为这一种新型材料,通过大量的测试，我们测试出它拥有很好的韧性、强度、耐蚀性还有耐磨性的优良特性,同时还具备了优良的超导特性、软磁性和低磁损耗等一些特性。利用它这些特点，我们将其运用在机械、化工、电子等行业，并且取得了较为广泛的应用。而且将随着理论研究的深化而持续地扩大他的应用范围。非晶态的固体拥有了以下的基本的特征：它拥有高达 1013Ps 以上的粘滞系数；没有长程有序的晶体结构；在一个窄的温度区间里面可以发生较为明显的结构相变。同时，它具有这一结构特点，就是其原子的三文空间显现出拓扑无序状的排列。他的结构没有像晶界还有堆垛层错等含有的一些缺陷,不过与此同时，他的原子的排列却和理想气体那种所显现出的完全无序不一样。我们知道，非晶态的合金不具备长程有序,它的结构特征是金属键[1]。