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机械合金化制备镁基非晶合金

王晓丽

  物质就其原子排列方式来说,可以划分为晶体和非晶体两类。非晶态材料主要包括氧化物玻璃、高分子聚合物、非晶态半导体以及金属玻璃(非晶合金)。非晶合金与晶态合金相比,具备许多独特的物理与化学性质,已成为凝聚态物理与新材料设计的前沿课题。本文利用机械合金化法制备Mg-Cu系列非晶合金,利用差热分析(DTA),扫描电镜分析(SEM),X衍射(XRD)分析等手段对其进行了研究。本文首先研究了Mg-Cu二元相图的三个共晶点成分配方和两个化合物成分配方在球磨条件下的非晶态合金形成能力,XRD结果显示,除一个共晶点成分配方外,其它所有成分配方都形成了非晶态合金;非晶形成能力由大到小依次为MgCu2(化合物),Mg58Cu42(共晶点),Mg2Cu(化合物),Mg85. 5Cu14. 5(共晶点),Mg22Cu78(共晶点)。根据Davies准则,配方MgCu2的GFA的半经验值ΔT<0. 2,应很难形成非晶态合金,但是,本实验结果显示它的非晶态形成能力(GFA)最强。因此,作为选择非晶态合金成分的判据来说,Schwarz与Johnson的两个条件准则比Davies的共晶线准则更加合适。本文采用X射线衍射和扫描电子显微镜研究了MgCu2和Mg58Cu12混合粉末在机械合金化过程中的结构和微观形貌变化。结果表明:Mg、Cu粉末在机械合金化过程中是互溶的,机械合金化可以大大提高它们之间的固溶度;球磨过程中,Mg原子逐步溶入Cu基体中,形成Mg在Cu中的过饱和固溶体;固溶体的变形能量积聚到很大时,发生固溶体晶体结构的失稳,最后形成非晶态合金。在相同的球料比的条件下,提高球磨转速,可以大大促进非晶化的形成过程,缩短非晶形成的时间。本文还研究了工艺参数对球磨法制备Mg-Cu系非晶态合金的影响,讨论了合金成分配方、球磨参数、过程控制剂等因素对非晶形成过程的影响。XRD测试结果表明:能否形成非晶,不仅取决于合金成分,也取决于球磨参数及控制剂的使用,它们对非晶形成的影响同样非常大。球磨参数(球料比、球磨转速、球磨时间)不同,传递的能量不同,进而导致球磨法最终产物的热力学状态和结构的变化。……   
[关键词]:机械合金化;球磨;非晶态合金;固溶体;工艺参数
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:兰州理工大学2004年