Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P块体非晶合金复合材料制备及其性能研究
结题报告
批准号:
51871234
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
丁大伟
学科分类:
E0106.金属低维与亚稳材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
蔡安辉、孙奕韬、王兵、罗鹏
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中文摘要
锆基非晶合金由于优异的物理化学性能受到广泛关注。然而,大部分锆基块体非晶合金表现出室温脆性,使其应用受到严重的制约。制备出室温塑性大的锆基块体非晶合金具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本课题拟以Zr-Al-Ni-Cu合金体系为研究对象,采用雾化法制备非晶合金粉末,通过化学镀在粉末表面获得致密的Ni-P非晶合金镀层,在大气环境下通过热压方法制备Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P块体非晶合金复合材料。通过研究熔化热对非晶合金粉末的热学性能及其晶化的影响规律、Zr-Al-Ni-Cu非晶合金粉末Ni-P非晶合金化学镀的最优工艺条件、Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P块体非晶合金复合材料热压成型的最优工艺条件,阐明氧化膜的去除机制和Ni-P非晶合金化学镀机理以及Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P块体非晶合金复合材料增韧和断裂以及摩擦磨损和腐蚀等方面的机理,推进块体非晶合金的工业化应用。
英文摘要
Zr-based amorphous alloys have been extensively investigated due to their excellent physical and chemical properties. However, their applications were severely constrained because of their room-temperature brittleness. Thus how to prepare Zr-based bulk metallic glasses with high room-temperature plasticity has notable significance for the theory and engineering application.In the present work, Zr-Al-Ni-Cu quaternary alloy system will be investigated. Zr-Al-Ni-Cu amorphous alloy powders were prepared by gas atomization technique and were coated by a dense Ni-P amorphous alloy by electroless plating. The Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P bulk amorphous alloy composites with excellent properties were prepared by hot pressing the Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P amorphous alloy composite powders under atmosphere condition. On the basis of above-mentioned results, the regularity of the effect of the melting heat on the thermal property and the crystallization of Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P amorphous alloy composite powder would be disclosed. In addition, the optimal technological conditions for Zr-Al-Ni-Cu amorphous alloy powders coated by a dense Ni-P amorphous alloy through the electroless plating would be acquired. The removal mechanism of the oxide film and the mechanism of electroless plating of Ni-P amorphous alloy would be clarified. On the other hand, the optimal process conditions for Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P bulk amorphous alloy composites by hot press molding would be determined. The mechanism of toughening and fracture, friction and wear, and corrosion of Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P bulk amorphous alloy composites would be also clarified. It will impel the industrial application of the bulk amorphous alloy.
锆基非晶合金由于优异的物理化学性能受到广泛关注。然而,大部分锆基块体非晶合金表现出室温脆性,使其应用受到严重的制约。制备出室温塑性大的锆基块体非晶合金具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本课题以Zr-Al-Ni-Cu合金体系为研究对象,采用雾化法制备了非晶合金粉末,通过化学镀在粉末表面获得致密的Ni-P非晶合金镀层,在大气环境下通过热压方法制备了Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P块体非晶合金复合材料。通过研究熔化热对非晶合金粉末的热学性能及其晶化的影响规律、Zr-Al-Ni-Cu非晶合金粉末Ni-P非晶合金化学镀的最优工艺条件、Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P块体非晶合金复合材料热压成型的最优工艺条件,阐明了氧化膜的去除机制和Ni-P非晶合金化学镀机理以及Zr-Al-Ni-Cu/Ni-P块体非晶合金复合材料增韧和断裂以及摩擦磨损和腐蚀等方面的机理,一定程度上推进了块体非晶合金的工业化应用。
期刊论文列表
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Effect of Ti and Al ratio on glass forming ability and crystallization behavior of Zr-Cu-Al-Ti alloy powders
Ti、Al配比对Zr-Cu-Al-Ti合金粉末玻璃形成能力和结晶行为的影响
DOI:10.1016/j.tca.2022.179163
发表时间:2022-02
期刊:Thermochimica Acta
影响因子:3.5
作者:Q. An;Guang Zhou;A.H. Cai;P.W. Li;D.W. Ding;G.J. Zhou;Q. Yang;H. Mao
通讯作者:H. Mao
Fe–C micro-alloying effect on properties of Zr_(53)Al_(11.6)Ni_(11.7)Cu_(23.7) bulk metallic glass
Fe·C微合金化对Zr_(53)Al_(11.6)Ni_(11.7)Cu_(23.7)块体金属玻璃性能的影响
DOI:10.1016/s1003-6326(21)65690-x
发表时间:2021
期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China
影响因子:4.5
作者:Ding Dawei;Tan Jing;Cai Anhui;Liu Yong;Wu Hong;An Qi;Li Pengwei;Zhang Yan;Yang Qing
通讯作者:Yang Qing
Composition design and properties of Cu-Zr-Ti bulk metallic glass composites
Cu-Zr-Ti块体金属玻璃复合材料的成分设计及性能
DOI:10.1016/j.matchemphys.2019.05.030
发表时间:2019
期刊:Materials Chemistry and Physics
影响因子:4.6
作者:Feng Yanjiao;Cai A H;Ding D W;Liu Y;Wu H;An Qi;Ning H;Zhou G J;Peng Y Y
通讯作者:Peng Y Y
DOI:10.1063/1.5052708
发表时间:2018-10-28
期刊:JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
影响因子:3.2
作者:Ri, M. C.;Ding, D. W.;Wang, W. H.
通讯作者:Wang, W. H.
Effect of Al addition on properties of Cu45Zr45.5Ti9.5 bulk metallic glass
Al添加量对Cu45Zr45.5Ti9.5大块金属玻璃性能的影响
DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.123072
发表时间:2020
期刊:Materials Chemistry and Physics
影响因子:4.6
作者:Cai A.H.;Tan J.;Ding D.W.;Wang H.;Liu Y.;Wu H.;An Q.;Ning H.;Zhou G.J.
通讯作者:Zhou G.J.
基于非晶合金液体全范围粘度测试平台的非晶形成能力研究
  • 批准号:
    51301194
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    丁大伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金