Zr57.5Cu27.3Al8.5Ni6.7非晶合金的非等温和等温晶化动力学研究*
2015-01-16陈振华赵秀媛王辉平
陈振华 ,赵秀媛, 王辉平,张 昊,陈 鼎
(1. 湖南大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙 410082; 2. 株洲硬质合金集团 国家重点实验室 412000;3. 长沙学院 机电工程系,湖南 长沙 410022)
Zr57.5Cu27.3Al8.5Ni6.7非晶合金的非等温和等温晶化动力学研究*
陈振华1†,赵秀媛1, 王辉平2,张 昊3,陈 鼎1
(1. 湖南大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙 410082; 2. 株洲硬质合金集团 国家重点实验室 412000;3. 长沙学院 机电工程系,湖南 长沙 410022)
对制备的Zr57.5Cu27.3Al8.5Ni6.7非晶合金的等温与非等温晶化动力学通过差式扫描量热法(DSC)进行了研究,根据Kisinger方程计算出Zr57.5Cu27.3Al8.5Ni6.7非晶合金在非等温条件下的激活能Eg,Ex,Ep1和Ep2,分别为409.70 kJ/mol(± 60.07 kJ/mol),335.53 kJ/mol(± 39.94 kJ/mol),323.95 kJ/mol(± 15.21 kJ/mol)和187.75 kJ/mol(± 13.27 kJ/mol).在718 K,723 K,728 K和733 K等温条件下得到的晶化体积分数与时间的关系曲线呈“S”型,表明晶化过程为典型的形核长大型转变.Avrami指数n的范围为3≤n≤4,表明晶化过程由界面控制的二维长大转变为界面控制的三维长大,形核率随时间逐渐降低至稳定,等温晶化过程得到的激活能平均值434.81 kJ/mol,高于非等温晶化过程的有效激活能.
大块非晶;晶化动力学;激活能; Avrami指数
与晶态物质相比,大块非晶合金呈短程有序长程无序排列,没有晶体结构、晶界以及其他的晶体缺陷.因而大块非晶合金(BMG)具有一系列优异的性能,比如具有较高的屈服极限,较大的弹性应变极限,高耐磨性,高抗疲劳强度和较强的耐腐蚀性[1-3].但非晶合金在热力学上处于亚稳态,受热时会发生向稳定晶态的转变,使其结构和性能发生改变[4-5].因此研究大块非晶的晶化过程和晶化动力学对于评估其热稳定性以防止其晶化……