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大块板状铜基非晶的制备 开题报告

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Zr基非晶合金双连续相复合材料的制备和性能的开题报告

Zr基非晶合金双连续相复合材料的制备和性能的开题报告

金属W/Zr基非晶合金双连续相复合材料的制备和性能的开题报告摘要：双连续相复合材料是一种新型的材料，它结合了两种不同材料的优点，具有高强度、低密度和优异的力学性能。

本文研究了以金属W和Zr 为基材料的双连续相复合材料的制备和性能。

通过球磨混合、静态压制和真空感应熔炼等方法制备出了W/Zr基非晶合金双连续相复合材料，并对其进行了显微结构、力学性能和热稳定性分析。

结果表明，制备的W/Zr基非晶合金双连续相复合材料具有较高的硬度和强度，且具有良好的热稳定性和抗氧化性能。

本研究的结果将有助于推动双连续相复合材料在材料工程领域的应用。

关键词：双连续相复合材料；金属W；Zr；非晶合金；力学性能；热稳定性Abstract:Biphase composite material is a new type of material that combines the advantages of two different materials and has high strength, low density, and excellent mechanical properties. In this paper,the preparation and properties of biphase composite materials based on metal W and Zr were studied. W/Zr-based amorphous alloy biphase composite materials were prepared by methods such as ball milling mixing, static pressing, and vacuum induction melting, and their microstructure, mechanical properties, and thermal stability were analyzed. The results show that the prepared W/Zr-based amorphous alloy biphase composite material has higher hardness and strength, and has good thermal stability and oxidation resistance. The results of this study will help promote the application of biphase composite materials in the field of material engineering.Keywords: biphase composite material; metal W; Zr; amorphous alloy; mechanical properties; thermal stability。

铜基复合材料的研究的开题报告

铜基复合材料的研究的开题报告

电子封装用金刚石/铜基复合材料的研究的开题报告
一、研究背景
随着电子产品越来越小型化、高集成化和高功率化，对于电子封装
材料的性能要求也越来越高。

因此，研究符合电子封装要求的材料显得
尤为重要。

金刚石作为一种材料，具有极高的硬度和热导率，能够有效地降低
电子元件的工作温度。

而铜作为一种导热性好的金属材料，则可以提升
电子元件的散热效果。

因此，将金刚石和铜两种材料进行复合，可以同
时发挥二者的优势，为电子封装提供更为理想的材料。

二、研究目的
本研究旨在探究金刚石/铜基复合材料的制备工艺，研究其微观结构与物理、化学性能，探索其在电子封装领域的应用前景，为电子封装材
料的研究提供新的思路和方向。

三、研究内容
（1）金刚石/铜基复合材料的制备工艺优化；
（2）金刚石/铜基复合材料的微观结构表征和物理、化学性能测试；
（3）探究金刚石/铜基复合材料在电子封装领域的应用前景。

四、研究方法
（1）利用化学气相沉积法制备金刚石薄膜；
（2）采用微米级球磨法将铜粉末分散于乙醇中；
（3）采用真空热压工艺将金刚石薄膜和铜粉末压制成金刚石/铜基
复合材料；
（4）通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热导率测试仪、硬度测试仪等对金刚石/铜基复合材料的微观结构和物理、化学性能进行表征和测试。

五、预期成果
（1）制备出金刚石/铜基复合材料，探究其制备工艺；
（2）表征金刚石/铜基复合材料的微观结构和物理、化学性能；
（3）探索金刚石/铜基复合材料在电子封装领域的应用前景；
（4）撰写开题报告、研究论文等相关文献资料，发表科研成果。

Fe基非晶纳米晶涂层的微结构及性能研究的开题报告

Fe基非晶纳米晶涂层的微结构及性能研究的开题报告

Fe基非晶纳米晶涂层的微结构及性能研究的开题报告一、研究背景及意义Fe基非晶纳米晶涂层材料具有高硬度、高强度、高导热性、高耐腐蚀性、低摩擦系数、良好的磨损和腐蚀性能等优异的力学性能和表面性能，因此在各种工业领域有着广泛的应用前景。

由于非晶合金材料易于形成非晶态和纳米晶态，使其具有材料学意义的新颖性质和研究价值，但其制备难度大，特别是在薄膜上性能的稳定性更加难以满足实际应用需要，因此需要深入研究其微结构及性能，提高Fe基非晶纳米晶涂层材料的制备技术和应用性能。

二、研究内容及技术路线本研究将以磁控溅射技术为基础，制备Fe基非晶纳米晶涂层材料，并通过SEM、TEM、XRD、EDS、XPS等表征手段分析其微结构、化学成分和性能。

具体的技术路线如下：1. 制备Fe基非晶纳米晶涂层材料采用磁控溅射技术，在不同的制备工艺参数下制备Fe基非晶纳米晶涂层材料，探究制备工艺对材料微结构和性能的影响，确定最佳制备工艺。

2. 微结构表征利用SEM、TEM等观测手段对所制备的Fe基非晶纳米晶涂层材料的微观形貌、晶体结构和纳米组织结构进行观察和表征，分析其结晶、非晶和纳米晶态的存在及分布状态。

3. 化学成分分析通过EDS分析技术，测量样品不同区域的化学成分，分析其组成变化及其对材料的力学性能和表面性能的影响。

4. 性能评估采用XRD、XPS、硬度测试等手段对样品进行性能评估，分析其腐蚀、磨损、硬度和摩擦等性能变化规律，为材料的应用提供参考。

三、预期研究结果本研究将制备具有优异性能的Fe基非晶纳米晶涂层材料，并深入研究其微结构和性能，探索其制备方法和应用前景，为该类材料的制备和应用提供基础理论和技术支持，同时也为其他类似的非晶纳米晶涂层材料的制备和应用提供参考。

非晶材料电特性测量和温度控制系统的设计的开题报告

非晶材料电特性测量和温度控制系统的设计的开题报告

非晶材料电特性测量和温度控制系统的设计的开题报告一、研究背景和意义非晶材料是一种独特的材料，具有较高的硬度、强度、韧性、磁性等特点，被广泛应用于信息存储、传感器、催化剂等领域。

在这些领域中，电特性的测量是非常重要的，因此需要设计和开发一种合适的测量和温度控制系统，以满足实验需求。

二、研究内容和目标本研究的内容主要包括两个方面：非晶材料电特性测量和温度控制系统的设计。

1. 非晶材料电特性测量通过建立电路测量非晶材料的电阻、电容等电学参数，从而得到非晶材料的电特性数据。

本研究将主要针对交流阻抗测量法、四点探针法等电学测量方法进行研究，并进行实验验证。

2. 温度控制系统设计由于非晶材料的制备需要较高的温度，因此需要一个精确的温度控制系统来控制非晶材料的温度。

本研究将针对PID控制算法进行研究，并通过设计一个控制电路来实现精准的温度控制。

三、研究方法和技术路线1. 研究方法本研究采用实验研究和理论分析相结合的方法，通过对非晶材料的电特性测量和温度控制系统的设计进行实验验证和理论分析。

2. 技术路线本研究的技术路线主要包括以下几个步骤：（1）非晶材料电特性测试硬件的设计和组装；（2）非晶材料的样品制备和实验测试；（3）PID控制算法的理论分析和实验验证；（4）控制电路的设计和实验调试。

四、预期成果和意义本研究的预期成果包括以下几个方面：（1）建立一套非晶材料电特性测量系统，并得到高质量的电特性数据；（2）设计并实现一个精准的温度控制系统，用于非晶材料的制备；（3）对PID控制算法进行深入研究和探讨，为更广泛的应用提供参考。

本研究对于非晶材料的制备、应用等方面具有重要的意义和广阔的应用前景。

同时，本研究还可为相关领域的研究提供技术支持和参考。

Cu_Zr_Al大块非晶合金的制备及性能研究

Cu_Zr_Al大块非晶合金的制备及性能研究

Vol . 26 No. 2 Mar. 2008
Cu - Zr - Al 大块非晶合金的制备及性能研究①
山圣峰1 ,2 , 孙宝茹1 , 范长增1
(1. 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室 ,河北 秦皇岛 066004 ;2. 济宁学院物理系 ,山东 曲阜 273155)
摘 要 : 采用铜模铸造的方法制备了 Cu48 Zr52 - x Al x ( x = 6 ,7 ,8 ,9 ,10 ,at %) 几种合金 ,X 射线衍 射 (XRD) 实验检验 Cu48 Zr44Al8 ,Cu48 Zr43Al 两种合金样品为完全非晶态 . 对样品进行差示扫描量热 分析 (DSC) 考查三种大块非晶合金的非晶形成能力 ,以及 Al 的添加对非晶形成能力的影响. 结 果表明 :当铝含量 X = 9 时 ,合金的非晶形成能力及热稳定性最好. 关键词 : Cu - Zr - Al 非晶合金 ;非晶形成能力 ;热稳定性 中图分类号 : TG139. 8 文献标识码 : A
表 1 总结了随着 Al 成分的变化 , 合金的玻璃 转变温度 Tg 、晶化温度 Tx 、晶化峰值温度 Tp 、过冷 液相区 ΔTx 、液相线温度 Tl 和约化玻璃转变温度 Trg 及γ的数据. 从表 1 可以看出 ,随着铝含量的增 加 ,非晶的各特征参数 ( Tg , Tx , Tp ) 都向高温端移 动 ,在 x = 9 时达到最大 ,说明 X = 9 时非晶合金的 热稳定性最高. 同时 ,随着铝含量的增加 ,合金的液 相线温度逐渐降低 ,在 X = 9 时到达最低为 891. 4 摄氏度. 据文献报道 ,非晶合金体系的液相线温度 越低 ,玻璃转变温度越高 ,那么合金的非晶形成能 力越强. 随着铝含量的增加 ,非晶合金的约化玻璃 转化温度 Trg 和γ都先增加 ,到 X = 9 时达到最大 , 当 X = 10 时 ,其值减小. Trg 和γ是非晶形成能力的 判据 ,它们的值可以反映出非晶的形成能力的强 弱. 一些研究结果指出 ,只有当 Trg > 0. 4Πγ > 0. 35 时 ,合金体系才能制备出大块非晶样品. 当 X = 9 时 ,其 Trg 和γ的值分别为 0. 498 和 0. 378 ,表明其具 有强的非晶形成能力. 一些研究结果也曾指出 ,过

非晶态合金材料的制备技术研究进展

非晶态合金材料的制备技术研究进展

齐齐哈尔大学材料制备原理课程论文题目非晶态合金材料的制备技术研究进展学院材料科学与工程学院专业班级无机091学生姓名2012 年 3 月28 日非晶态合金材料的制备技术研究进展摘要:综述了非晶态合金材料尤其是大块非晶合金的制备技术和原理，介绍了目前国内外研究和应用各种用于制备非晶态合金的方法（包括快速凝固、铜模铸造法、熔体水淬法、抑制形核法、粉末冶金技术、自蔓延反应合成法和定向凝固铸造法）以及国内外的研究进展。

1 前言非晶合金具有长程无序、短程有序的结构，与晶态合金相比，具备许多特有的性能，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等，为材料科研工作者开发高性能的功能材料和结构材料提供了巨大的潜力。

自1960年Duwez用快速凝固技术制备出了Au-Si非晶合金以来，非晶合金的制备与大块非晶材料的研制吸引了材料界越来越多的关注。

40 多年来，随着技术的发展与进步，越来越多的非晶系列被开发，有的已进入或接近实用阶段，取得了丰富的研究成果。

2 非晶态合金材料的制备技术和原理2.1 快速凝固熔体急冷和深过冷是实现快速凝固的两条途径，前者以快速冷却为特征，而后者则可以是慢速冷却过程。

2.1.1 熔体急冷法急冷法是最早的制备非晶合晶的方法，其原理是力求增大合金样品比表面积，并设法减小熔体与冷却介质的界面热阻以期达到高的冷却速率。

雾化法和单辊法是最为常用的两种制备方法。

雾化法主要用来制取非晶态和晶态粉材。

其原理是通过高速气体流冲击金属液流使其分散为微小液滴，从而实现快速凝固。

这种方法的特点是设备简单，操作方便，易于实现大批量的生产。

单辊法是利用快速旋转的铜辊，将喷敷其上的液态金属经快速凝固后甩离辊面，形成厚度约几到几十微米的非晶及微晶带材。

该法可以获得1000000K/s的冷却速率，是常用方法之一。

2.1.2 深过冷深过冷是指通过避免或消除异质晶核并抑制均质形核，使液态金属获得在常规凝固条件下难以达到的过冷度。

2.2 铜模铸造法该法是目前制备大块非晶合金最常用的方法。

非晶态合金Ni-P、Ni-Co-B金属微球的制备与表征的开题报告

非晶态合金Ni-P、Ni-Co-B金属微球的制备与表征的开题报告

非晶态合金Ni-P、Ni-Co-B金属微球的制备与表征的开题报告一、研究背景及意义非晶态合金具有优异的力学性能、磁性能和化学稳定性等特点，已经成为材料领域的重要研究热点之一。

非晶态合金的制备方法有很多，但大多数方法仍然面临着制备成本高、高纯度要求高、制备周期长、合金品质难以控制等问题。

因此，发展一种简单、经济、高效、可控的非晶态合金制备方法具有重要的意义。

针对非晶态合金制备方法的不足，本研究将尝试利用化学沉积法制备非晶态合金Ni-P、Ni-Co-B金属微球，探究该方法的可行性，并通过表征技术对制备的非晶态合金进行表征，以期在材料领域提供新的非晶态合金制备方法，为制备高性能材料提供新的思路和方法。

二、研究内容和研究方法（一）研究内容本研究将以化学沉积法为基础，以镍盐、磷酸和氨水等化学试剂为原料，制备Ni-P金属微球，以镍盐、硼酸和甘氨酸为原料，制备Ni-Co-B金属微球；采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)等多种表征技术，对制备的非晶态合金进行各种物理性能分析，确定非晶态合金的结构和性能。

（二）研究方法本研究将主要采用以下步骤进行：1.配制化学试剂：分别制备Ni-P、Ni-Co-B电解液；2.制备Ni-P、Ni-Co-B金属微球：采用化学沉积法制备Ni-P、Ni-Co-B金属微球；3.表征非晶态合金：采用SEM、XRD、TG-DTA等表征技术对制备的非晶态合金进行结构和性能的分析。

三、预期结果与意义该研究将探究一种新的非晶态合金制备方法，并通过表征技术对合金的结构和性能进行分析，预期可以得到以下结果：1. 成功制备Ni-P、Ni-Co-B金属微球；2. 制备的合金为非晶态，具有优异的力学性能和化学稳定性；3. 获得Ni-P、Ni-Co-B金属微球的最佳制备工艺参数和非晶态合金的最佳制备参数；4. 为非晶态合金的制备提供一种简单、经济、高效、可控的新方法。

非晶合金发展及制备技术

非晶合金发展及制备技术

状的非晶合金块， 但并不是任何一种合金都可以制成非晶体合金块，
且生产的效率有待进一步提高， 对二元或三元合金中原子的扩散， 非
晶体的形核和生长的机理也有待进一步的研究。
速 率 受 合 金 熔 化 焓 和 温 度 等 因 素 综 合 影 响 ， αβ１ ／３ 的 值 对 形 核 过 程 中 固液界面能有很大影响， 当 αβ１ ／３＞０．９ 时形核率很低， 比 较 容 易 形 成 非 晶态； 当 αβ１ ／３＜０．２５ 时， 无法抑制结晶的形成。
１．３ 非晶形成的结构学因素 基于 １９８８ 年以来所发现的具有大 ＧＦＡ 的多组元合金体系， Ｉｎｏｕｅ 等人［１４］提出了合金获得大的 ＧＦＡ 的三条经验原则：（１）多于三种组元的 多 组 元 体 系；（２）基 本 组 元 之 间 有 大 于 １２％的 原 子 尺 寸 差；（３）基 本 组 元 之 间 有 较 大 的 负 混 合 热 。在 三 元 合 金 中 组 成 元 素 的 原 子 尺 寸 可 以 分 为 三组：大， 中， 小。大的原子尺寸差及负的混合热可以增加深过冷熔体 的随机堆跺密度， 从而得到高的液固界面能， 并增加原子重新排列的 困难程度。在块状非晶合金中形成高度随机密堆结构己经得到了证 实。 ２．大块非晶合金制备技术［１５－ ２１］ 大 块 非 晶 合 金 研 究 热 潮 的 兴 起 正 是 基 于 制 备 技 术 的 突 破 。大 块 非 晶合金的玻璃形成能力在以下情况会受到削弱：①多组元合 金 成 分 偏 离 了 共 晶 或 近 共 晶 成 分 点；②原 材 料 的 纯 度 不 够 高 ；③ 在 母 合 金 熔 配 或 者是成形过程中引入了杂质； ④成形前母合金的过热度选择不合适。 为了提高合金的玻璃形成能力， 所有制备大块非晶合金的方法都是根 据上述四条优化制备工艺。 （１）铜 模 吸 铸 法 该方法是制备非晶合金块材料通常采用的方法， 待母合金熔化 后， 将熔体从坩埚中吸铸到水冷铜模中， 形成具有一定形状和尺寸的 大 块 材 料 。母 合 金 熔 化 可 以 采 用 感 应 加 热 法 或 电 弧 熔 炼 方 法 。为 了 减 少铜模内空腔异质形核， 可对模具内腔表面做特殊处理， 应用此方法 的难题是合金熔体在铜模中快速凝固而出现的样品表面收缩现象， 造 成与模具内腔形成间隙， 从而导致样品冷却速率下降或者样品表面不 够光滑。 （２）粉 末 冶 金 技 术 粉末冶金技术就是把非晶态粉末装入模具进行一定的工艺成型， 如温挤压， 动力压实， 粉末轧制， 压制烧结等技术。用粉末冶金制备出 的大块非晶合金， 不仅要满足密实， 而且要避免晶化。其基本原理是利 用 非 晶 态 固 体 在 过 冷 液 相 区△Ｔｘ 内 有 效 粘 度 大 幅 度 下 降 的 特 性 ， 施 加 一 定 的 压 力 使 材 料 发 生 均 匀 流 变 从 而 复 合 为 块 体 。但 所 制 设 备 的 块 体 材 料 在 纯 度 、致 密 度 、尺 寸 和 成 形 等 方 面 受 到 很 大 限 制 。 （３）熔 体 水 淬 法 选择合适成分的合金放石英管中， 在真空（或保护气氛）中使母合 金加热熔化， 然后进行水淬， 所得的非晶合余棒材表面光亮， 有金属光 泽。此方法操作简单， 但有一定的局限性， 对于那些与石英管壁有强烈 反应的合金熔体不宜采用此方法， 如 Ｍｇ－ Ｃｕ－ Ｙ 非晶合金就不能用水 淬法制备。另外， 熔体冷却效率不如铜模高。 （４）压 铸 法 制备样品的母合金熔化后， 在一定的压力和速度下将合金熔体压 入金属模型内腔， 该方法的特点是液态金属填充好， 可以直接做较复 杂 形 状 的 大 尺 寸 非 晶 合 金 器 件 。但 这 种 工 艺 技 术 较 前 几 种 方 法 难 度 大 些， 技术较为复杂。目前用该方法制备的镁基非晶合金试棒为 ９ｍｍ。 （５）非 晶 条 带 直 接 复 合 爆 炸 焊 接 爆炸焊接是一种崭新的工艺技术， 在工程领域得到广泛应用。基 本 原 理 如 下：多 层 金 属 板 以 一 定 的 间 隙 支 持 起 来 做 为 基 板 ；当 均 匀 放 在

大块非晶合金的研究进展

大块非晶合金的研究进展

１０８Ｋ／ｓ降温速率。同时整体升温也很低，能保证其非晶态状态。 目前，爆炸焊接技术用于制备非晶合金块及涂层已引起世界各 国学者的重视。 ３．２金属模铸造法
制备样品的母合金熔化后，在一定的压力和速度下将合金 熔体压人金属模型内腔。该法的特点是液态金属填充好，可直接 做较复杂形状的大尺寸金属玻璃器件。但这种工艺技术较前几 种方法难度大些，技术较为复杂。在金属模铸造法中，又有射流 成型、高压铸造、吸铸等不同方式。
表2propertiesandapplicationsofbulkglassalloys大块非晶合金的性能和应用table2基本特性高强度高硬度高冲击吸收功高弹性能高耐腐蚀性高抗磨性高超塑性应用范围机械结构材料精密光学材料切削工具材料模具材料高耐蚀材料装饰用品材料体育用品材料复合强化材料软磁材料高磁致伸缩材料储氢材料良好的软磁性高磁致伸缩高的储氢性5展望随着对新型大块非晶合金的不断研究制备技术的不断改进以及对大块非晶合金应用紧密有关的力学热学磁学等性能的深入了解大块非晶合金这种新型亚稳材料必将得到更为广泛的应用
２０世纪９０年代初，Ｔ．Ｍａｓｕｍｏｔｏ和Ａ．１ｎｏｕｅ［２‘３］等发现了 具有极低临界冷速的多元合金系列，配合控制非均质形核的凝 固工艺，可在实验室中直接从液相获得大块非晶合金。１９９４年， 根据非晶形成的３项经验法则设计出一系列的新型大块非晶合 金ｎ“］。１９９７年以来，日本东北大学的范沧和井上明久ｍ’“一等 研究发现，在三元Ｚｒ基（Ｚｒ—ｃｕ—Ａ１）合金系中分别加入Ｐｄ、Ｔｉ、 Ｎｉ、Ｎｂ等元素可得到一系列的大块非晶合金。
非晶态合金即金属玻璃，固态时具有短程有序、长程无序的 特征，是一种亚稳态结构，其原子在三维空间呈拓扑无序排列， 并在一定温度范围保持这种状态相对稳定［１］。
最早成功制备出非晶态合金的报道是在１９３４年，由Ｋｒａ— ｍｅｎ采用蒸发沉积的方法获得了非晶薄膜。１９６０年，Ｄｕｗｅｚ等 采用熔体急冷法首先制得了Ａｕ—Ｓｉ非晶合金薄带，标志着非晶 合金这一新材料研究领域的启动。

Pt-Pd-Cu-P系合金的非晶形成能力及其性能的研究的开题报告

Pt-Pd-Cu-P系合金的非晶形成能力及其性能的研究的开题报告

Pt-Pd-Cu-P系合金的非晶形成能力及其性能的研究
的开题报告
一、选题背景及意义：
合金材料是工业发展中不可或缺的材料，其性能的优化对于提高材料的综合性能至关重要。

非晶合金由于具有高强度、高硬度、高韧性等优异性能，被广泛应用于汽车、航空、电子等领域。

Pt-Pd-Cu-P系合金是一种新型的非晶合金，其非晶形成能力及其性能的研究对于该合金的应用和发展具有重要的意义。

本文旨在通过对Pt-Pd-Cu-P系合金的非晶形成能力和性能进行研究，探究其在未来工业发展中的应用潜力。

二、研究内容和方法：
1. 实验方案的设计；
2. 合金样品的制备及结构表征；
3. 针对合金样品的非晶相形成能力进行实验研究；
4. 对非晶合金样品的物理性能、机械性能和化学性能进行测试；
5. 分析实验数据并总结研究结果。

三、预期成果及意义：
本研究将探究Pt-Pd-Cu-P系合金的非晶形成能力及其性能，研究得出该合金样品的物理性能、机械性能和化学性能数据，为其在未来工业发展中的应用提供理论依据和技术支持。

四、研究难点及可行性分析：
难点：本研究的难点是对Pt-Pd-Cu-P系合金的非晶形成能力进行实验研究，因此需要综合运用多种物理手段进行测试分析。

可行性分析：通过文献资料的调研和实践研究，本研究的方案设计得以合理规划。

合金样品的制备及结构表征技术已经相对成熟，我们可以运用常规的试验和参数分析等手段进行研究。

因此，本研究具有较高的可行性。

大块非晶合金的性能、制备及应用

大块非晶合金的性能、制备及应用

Ｉｌ：晶台金·｝－不存在晶界、沉淀相相界、位错等 容易引起局部腐蚀的部位，也不存在晶态合金容 易出现的成分偏析，所以非晶合金在结构和成分 上都比晶态合金更均匀，因而具有更高的抗腐蚀
圈４大块非晶台金在过冷温度区ｌ可发４塑性变肜时Ｊ；ｊ 力一麻变速率关系
Ｆｉｇ ４
Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｒｕｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｓｌｒａｉｎ ｒａｌｅｓ＾）ｒ ｂｕｌｋ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ａｌｌｏｙｓ ｄｕｒｉｎｇ ３ｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃ ｄｅｆｏｍｌａｔｉｏｎ…
直接凝固法是先将母合金熔配均匀，然后采 用提纯和快冷的方式使合金液在短时间内急冷成 形，该法的主要优点是制备简便、制备周期短，似 是所制备的台金的尺寸在很大程度上受合金Ｊ｝品 形成能力的限制．直接凝固法主要有：水淬法、钢 模铸造法、高压模铸法、吸铸法、挤压铸造法、磁悬 浮熔炼、静电悬浮熔炼等等． ２．２粉末固结成形法
ｉ．１大块非晶合金的力学性能 １ １．１高拉伸强度
周Ｉ为小同材料的杨氏模量及拉伸强度关系 罔，镁台金、硬铝、钛合金、４ｉ锈钢、超强钢等常见的 结构材料与新型的夫块非晶材料的强度相比差别 【匕较明显”ｏ比重较轻的ＡＩ基和Ｍｇ基大块非晶 合金由】：其强度是对应的晶体材料所能获得的最 高强度的２～３倍，最近也引起了广泛地关注强度 不离的№合金获得非晶结构后其强度可达 ｌ ０００ ＭＰａ以上．Ａ１基非晶合金的最高强度可达 ｌ ２００ ＭＰａ，如果可以获得在非品基体上弥散着纳 米尺度的ｆｌ－．ｃ—ＡＩ粒ｆ的结构．则强度可以达到约 １ ５５０ ＭＰａ”．这种高强度Ａｌ基合金的获得使得获 得具有高比强度的新型先进材料成为可能
Ｚｒ，，Ｃｕ㈣ＡＩ 摘要：综述了大块非晶台金的性能、制备方法及应用，对比了吸铸法制备的棒状ｚ～∽Ｔｉｔ，８ｃｕ。２ ５ＮｉｍＢｅ：：ｓ， Ｎｉ／ｒｉ，，ｚ如¨Ｔｉ，Ｃｕ㈣Ｎｉ㈨Ａ１．０（原子分数）大块非晶样品的过净温度压间宽度（ＡＴ。），给出了３

大块非晶合金的研究进展

大块非晶合金的研究进展

大块非晶合金的研究进展大块非晶合金的研究进展摘要本文简述了大块非晶合金的发展过程和该领域的最新研究进展,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了大块非晶合金的形成机制,介绍了目前常用的制备方法、大块非晶合金优异的性能和应用前景.关键词大块非晶合金，形成机制，制备，性能，应用THE RESEARCH PROGRESS OF BULK METALLIK GLASSESABSTRACT The development history and the research status of bulk amorphous alloys are int roduced ,and method of preparation is discussed in detail1 The forming mechanisms in terms of st ructure , thermodynamics and kinetics are described. The good properties and application of the bulk amorphous materials are also summarized.KEY WORDS bulk amorphous alloys，forming mechanisms，preparation，properties , application大块非晶合金是相对于传统的低维非晶材料(非晶粉、丝、薄带等) 而言的,具有较大的三维几何尺寸。

固态时原子在三维空间呈拓扑无序排列,表现为短程有序、长程无序,呈亚稳态结构,而且在一定温度范围内还可以相对稳定地保持这种结构。

大块非晶合金是一种高性能的结构材料,也是极具潜力的功能材料。

1 大块非晶合金的发展历程关于非晶态合金的首次报道是在1938 年,Kramen 通过蒸发沉积在玻璃冷基底上发现了非晶态金属薄膜[1 ,2 ]；1951年,Brenner 等用电沉积法制备出了Ni-P 及Co-P 非晶合金,主要用于做耐磨和耐腐蚀涂层;1958 年, Tumbull 等人通过对氧化物玻璃、陶瓷玻璃和金属玻璃的相似性的分析,确定了液态过冷对非晶形成的影响,预言了合成非晶的可能性,揭开了非晶研究的序幕；1960 年,Duwez 等采用熔体急冷法首先制得了Au70 Si30非晶薄带,由于他从工艺上突破了制备非晶态金属和合金的方法,因而标志着非晶态合金这一新材料研究领域的启动。

Zr基块体非晶合金压缩力学性能的研究的开题报告

Zr基块体非晶合金压缩力学性能的研究的开题报告

Zr基块体非晶合金压缩力学性能的研究的开题报告
一、研究背景和意义
块体非晶合金具有优异的物理、化学和力学性能，可广泛应用于航
空航天、汽车、医疗设备和电子等领域，但目前其在实际应用中仍受到
一些性能限制，其中压缩力学性能是一个重要的研究方向。

通过探究块
体非晶合金的压缩力学性能，可以为其在实际应用中提供参考和指导，
同时也可以为开发新型块体非晶合金材料提供基础研究支撑。

二、研究内容和方法
本研究将以Zr基块体非晶合金为研究对象，通过压缩试验测定其力学性能，并进行微观形貌和晶体结构等分析，以了解不同条件下压缩行
为的异同和机理。

同时，利用有限元模拟方法对压缩过程进行模拟和分析，验证实验结果的可靠性。

三、研究进展和成果预期
目前已有一些研究探究了块体非晶合金的力学性质，但其压缩力学
性能的研究还较为有限。

本研究的成果预期为：1）探究Zr基块体非晶合金的压缩力学性能，建立其压缩行为的模型和规律；2）通过微观形貌和晶体结构等分析，深入了解块体非晶合金在压缩过程中的变化和机理；3）验证有限元模拟方法在压缩研究中的应用价值。

四、研究展望
本研究的成果将为块体非晶合金的应用和发展提供重要参考和指导。

在未来的研究工作中，可以进一步深入探究块体非晶合金的力学属性和
应用特性，开发更高性能的块体非晶合金材料。

非晶的制备

非晶的制备

非晶的制备材料化学非晶材料的制备方法姓名：学号：2016.11摘要：自从1960年美国加州理工学院杜威P．Duwez教授采用急冷方法制得非晶体至今，人们对非晶体的研究已经取得了巨大的成就，非晶硅以及其他非晶半导体、非晶的合金等一系列非晶产品已经得到了广泛的应用。

例如，过渡金属－类金属型非金属合金已经开始用于各种变压器、传热器铁芯；非晶合金纤维已经被用来作为复合材料的强化纤维；非晶铁合金作为良好的电磁吸波剂，已用于隐身技术的研究领域；某些非晶合金具有良好的催化性能，已被开发用来制作工业催化剂。

非晶硅和非晶半导体材料在太阳能电池和光电导器件方面的应用也已相当普遍。

[1]非晶由于其优异的物理性能，尤其是力学性能，日益引起注意。

本文就概述了一些常见的非晶的制备方法。

引言：对于自然界中各种形态的物质，按照原子的堆垛方式进行分类，可将这些物质分为两大类，一类称为有序结构组成的物质，另一类称为无序结构的物质。

晶体的原子结构堆垛为典型的长程有序结构，而气体、液体和诸如非晶态固体的原子堆垛都属于长程无序、短程有序结构，气体相当于物质的稀释态，液体和非晶固体相当于凝聚态。

非晶合金属于典型非晶态固体，相对于传统的晶体金属或合金来说，其具有长程无序、短程有序（或是中程有序）的结构特点。

正是这种独特结构的寻在，才能使非晶体表现出更好得优异的物理和化学性能。

而非晶合金的原子进行排列是因为存在脆性的类似于氧化玻璃的特点，因此又被称为金属玻璃。

非晶合金机构内部因为没有晶界、层错等缺陷，因此具有惊人的抗腐蚀性能，不存在偏析及异相等结构。

从热力学上讲，非晶合金是一种亚稳态结构，它的原子结构呈现出长程无序排列，有序性被严格限制在几个原子的尺寸范围内，非晶合金在一定的热力学条件下将转变为能量更低的晶态结构。

非晶材料这些特殊性质决定了其性能与晶体金属有很大差异，具有高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等特有的优异性能。

[2]正文：一、制备原理要获得非晶态，最根本的条件就是要有足够快的冷却速度，并冷却到材料的再结晶的温度以下。

氩的高温高压布里渊散射研究及快速增压制备大块非晶硫的开题报告

氩的高温高压布里渊散射研究及快速增压制备大块非晶硫的开题报告

氩的高温高压布里渊散射研究及快速增压制备大块非晶硫
的开题报告
一、研究背景和意义
氩是一种非金属元素，属于惰性气体，具有化学惰性、不易反应等特点，因此在材料研究领域具有广泛的应用。

高温高压下的氩可以进行布里渊散射研究，具有探测材料中声子、密度变化等信息的重要作用。

同时，快速增压制备大块非晶硫也是当前材料研究领域的热点问题之一。

因此，开展氩的高温高压布里渊散射研究及快速增压制备大块非晶硫的研究具有重要意义和实际应用价值。

二、研究内容和方法
1.高温高压布里渊散射研究
通过采用高温高压技术，结合布里渊散射实验仪器，对氩进行高温高压下的布里渊散射研究，探测材料中声子、密度变化等信息，从而揭示氩在高温高压下的结构和性质。

2.快速增压制备大块非晶硫
利用快速增压技术和高温条件，对硫进行制备实验，探究增压速率和温度条件对制备非晶硫的影响，并通过X射线衍射、扫描电镜等手段对其结构和性质进行表征和分析。

三、研究预期结果和意义
本研究预期可以深入探究氩在高温高压下的结构和性质，为材料研究领域的声子探测和密度变化测量等提供基础研究支撑；同时，本研究还可以为快速增压制备大块非晶硫提供理论和实验基础，为开发新型功能材料提供参考和指导。

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开题报告 题目： 大块板状铜基非晶的制备 1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 1.1题目背景 自然界中的各种物质，就其原子排列方式来说，可以划分为晶体和非晶体两类。有些物质里面的原子排列是整齐有序的，就像阅兵式上的士兵，这叫做晶体，比如食盐、钻石、普通的钢铁就是这样，从微观的角度讲，它们的结构状态是按一定的几何图形、有规则地周期排列而成，原子占据着布拉菲点阵上的顶点，而每个晶胞则呈有规律的周期性排列[1-3]。也有些物质的原子排列是混乱的，就像一堆钢球的混乱堆积，这叫做非晶体，比如液体、气体、玻璃、塑料等。对于金属材料来说，通常情况下，金属及合金在从液体凝固成固体(例如炼钢后的钢水凝固成钢锭)时，原子总是从液体的混乱排列转变成整齐的排列，即成为晶体。因为只有这样，其结构才最稳定。但是，如果金属或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁一硼合金熔体凝固)，原子来不及整齐排列便被冻结住了，最终的原子排列方式类似于液体，是混乱的，这就是非晶合金。因为非晶合金原子的混乱排列情况类似于玻璃，所以又称为金属玻璃。 自1960年用快速凝固技术制备出了Au-Si非晶合金以来，非晶合金的制备与大块非晶材料的研制吸引了材料界越来多的关注。40多年来，随着技术的发展与进步，越来越多的非晶系列被开发，有的已入或接近实用阶段，取得了丰富的研究成果。本文旨在对大块非晶的制备方法进行综述，并对它们进行对比与分析，为大块非晶的制备提供参考。制备大块非晶的基本思路为:提高熔体的冷却速度，控制晶核的生成，消除非均匀成核，阻碍熔体结晶，提高压力，控制、减小原子的扩散，防止熔体在冷却凝固过程中的晶化。。铜基非晶合金其实早在20世纪70年代末就有报道，主要合金系有Cu-Si系、Cu-As系以及Cu-Ge系。20世纪80年代初报道了铜基非晶Cu50Ti50和Cu50Zr50系，首次报道了Cu基金属-金属系非晶[4]。20世纪90年代，随着对非晶的不断认识，人们发现多元合金具有更好的非晶形成能力，1995年，由美国加州理工大学的Lin等首先制得Cu47Ni8Ti34Zr11非晶合金，临界尺寸达到3mm，这是首次报道的Cu基块状非晶。之后开发了Cu-Zr-Hf-Ti合金系。目前已经发现的Cu基块体非晶合金系有：Cu-Zr、Cu-Zr-Al、Cu-Zr-Ti、Cu-Zr-Nb、Cu-Zr-Al-Ag、Cu-Zr-Ti-Sn、Cu-Zr-Ti-Hf、Cu-Zr-Ti-Ni-Sn、Cu-Zr-Ti-Ni-Cr等。主要研究的是其制备的过程及结果[5-8]。 1.2研究意义 大块非晶合金具有重大工程实用价值，目前实用的大块非晶合金几乎全是由熔体直接获取的，这就要求合金具有高玻璃形成能力，低临界冷却速度。非晶合金具有长程无序、短程有序的结构，与晶态合金相比，具备许多特有的性能，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等，为材料科研工作者开发高性能的功能 材料和结构材料提供了巨大的潜力。自1960年用快速凝固技术制备出了Au-Si非晶合金以来，非晶合金的制备与大块非晶材料的研制吸引了材料界越来越多的关注。制备大块非晶无疑对非晶领域有着重要的意义。这些大块非晶合金的研制成功不仅为深入研究非晶的形成机制、微结构、物理、化学性能提供了理想的材料，而且与传统的非晶合金相比，大块非晶合金在制备上工艺更为简单、成本更低[9，10]。 1.3国内外相关研究情况 上世纪70年代到80年代，非晶合金研究在学术上是非常活跃的领域，但由于以Au一Si为代表的第一代非晶合金的形成需要大于10^6K/s冷却速率，除极少数贵金属合金外，所形成的非晶合金只能是很薄的条带或细丝状，极大的限制了非晶合金的应用范围。1974年，chen和他的合作者在三元Pd一cu一Si体系以相对较低的冷却速率10^3K/s成功的制备了直径为1mm的金属玻璃棒，大块金属玻璃由此而诞生。1982年，Tumbull小组采用氧化硼助熔抑制非均匀形核的方法来制备Pd一Ni一P非晶合金。氧化硼助熔实验表明当非均匀形核被抑制时，冷却速度为10K/ s左右的条件下制备出厘米尺寸的大块非晶棒，虽然当时的结果在金属玻璃的研究领域可以说是令人振奋的，但由于成分中含有昂贵的Pd金属，导致这些研究成果的工业应用潜力并不大[11]。 上世纪90年代以来，非贵金属大块非晶合金，即最小尺寸达毫米数量级的三维非晶合金，成为非晶合金的研究重点，很多大块非晶合金体系被研制出来。同时，在合金的非晶形成能力非晶合金的相结构及其晶化过程。大块非晶合金的性能等方面都取得了大量的研究成果，作为一种先进材料，大块非晶合金具有优异的力学性能!耐磨损性能。耐腐蚀性能和特殊的磁学性能等，具有极好的应用前景[12，13]。1993年美国的Johnson等人研制出了著名的Zr一Ti一Cu一Ni一Be大块

非晶合金，该合金的屈服强度高达1.9GPa，最大弹性变形量可达2%，远高于晶态金属的相应性能。该成分的大块非晶合金具有良好的可制备性和可加工性，形成非晶固体时所需的冷却速度可低至1K/S，已接近氧化物玻璃的相应指标。绝大部分大块非晶合金样品通常只能制备成诸如短杆状。板状等简单形状，难以满足大块非晶合金的应用要求。超塑性变形是大块非晶合金的重要特性之一，人们在这方面已取得了许多研究成果[14]。可以利用大块非晶合金的这一特性制备形状复杂的样品。此外非晶合金是由合金熔体快淬而得，其结构处于非平衡态，在以后的加热过程中，可能发生晶化而变成晶体，即使是处于其晶化温度Tx以下，只要其原子获得足够的可动性，总会发生结构弛豫而趋于内平衡状态"非晶合金的许多物理性能会随着其结构弛豫而变化，因此有关非晶合金热稳定性的研究具有重要意义[15]。 2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1研究内容 研究大块板状Cu基非晶的制备，选用的材料是Cu-Zr-Al系，铜45铝8锆47。研究Cu基非晶的制备方法，制备步骤。在已有成果的基础上争取做出更大尺寸的Cu基非晶。对样品进行组织及结构分析。 2.2研究方案及方法 我打算实行的方案是采用感应加热铜模浇铸法和感应喷铸法来制取大块板状Cu基非晶。

对于本次实验我的想法有两种，通过实验过程及结论对比这俩种方案的优缺点 1.浇铸法，具体步骤如下：（1）制作模具并测试工艺参数对其的影响。（2）将金属置于底部有小孔的石英管中，金属在感应线圈的作用下快速熔化，由于存在表面张力，因此金属熔体不会自动下漏，需要在石英管的顶端施加一定的正气压，金属熔体受压进入铜模（3）用 XRD(X射线衍射)、金相显微镜，分析试样成分是否为非晶； 2.感应喷铸法，具体步骤：（1）制作模具并测试工艺参数对其的影响。（2），把实验用料放在石英管里，然后把料喷到铜模里。（3）用 XRD(X射线衍射)、金相显微镜，分析试样成分是否为非晶。

3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作 3.1重点及难点 最终样品是否能成型，成型的样品是否是非晶。如果不是非晶，该从试样的成分、模具的厚度、样品的大小等因素考虑，从新制定实验方案。 3.2前期已开展工作 已经查阅了相当数量的资料。对铜基非晶合金有一定的了解，对国内外的非晶合金的发展前景有一定的认识，为此课题的研究与展开做好了准备。 4.完成本课题的工作方案及进度计划 第1周-第3周：查阅资料，了解课题，拟定开题报告 第4周：开题报告 第5周-第10周：制备试样 第11周-第12周：中期汇报检查 第13周-第14周：完成后续任务，分析实验结果并得出结论 第15周-第18周：撰写毕业设计论文，毕业设计答辩 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日

所在系审查意见：

系主管领导： 年 月 日 参考文献 [1] 寇生中， 薛书微， 赵吉鹏， 赵燕春.Gd 含量对 Cu50Zr42Al8非晶形成能力及热稳定性的影响. 热加工工艺， 2009 年，第 38 卷第 16 期:35 [2] 石岩;张宏;徐春鹰;刘双宇;;激光诱导表面改性制备铜基非晶-纳米晶粉末冶金摩擦材料，材料热处理学报;2011年01期 [3] Akihisa Inoue and Wei Zhang. Formation， Thermal Stability and Mechanical Properties of Cu-Zrand Cu-Hf Binary Glassy Alloy Rods. Materials Transactions. Vol. 45， No.2(2004) pp. 584 to 587 [4] 丁鼎：Zr-Cu基大块金属玻璃的形成、稳定性和力学研究，上海大学，2011年 [5] 张涛，门华，云洁.Cu-Zr-Ti块体非晶合金的形成及其力学性能. 北京航空航天大学学报， 2004年10月，第30卷第10期:925 [6] 周秉文. Cu基Cu-Zr-Al块体非晶合金的制备与性能.博士学位论文.山东：大连理工大学，2011 [7] 朱航宇. Al对CuZrAl系合金非晶形成能力的影响研究.学士学位论文.陕西：西安工业大学，2011 [8] 岳丽杰， 陈蕴博， 谢鲲. Cu-Zr 基块体非晶合金的研究进展. 热加工工艺 .2010 年第 39 卷第 16 期：70 [9] Cyclic Fatigue Fracture of Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30) Bulk Amorphous Alloy with Quenched-in Crystallites[J];Journal of Materials Science & Technology;2003年01期 [10] 王一禾，杨鹰善主编。非晶态合金[M].冶金出版社.1989.287~288 [11] 司颐. Cu基非晶合金的最新研究进展.金属功能材料.2009年2月，第16卷 第1期:37 [12] 高玉来，沈军，孙剑飞，周彼德，李庆春;大块非晶合金制备新技术--非晶粉末固结成形法;材料导报;2002年10期 [13] 汪卫华，王文魁，新型多组元大块非晶合金材料的发现与研究进展[J]。物理。1998.27（7）：400 [14] 沈军;高玉来;陈德民;孙剑飞;王刚;邢大伟;周彼德;大块非晶合金的玻璃形成能力;材料导报;2004年01期 [15] S Z Kou，L Feng，Y T Ding ea tl.Synthesis and magneticproperties of Cu-based amorphous alloysmade by mechani-cal alloying. Intermetallics . 2004