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Al-Ni-Y非晶态合金的磁性及稳恒强磁场对其晶化的影响

作　者: 龚静
导　师: 李荣德；杨红旺
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 铝基非晶态合金 Al-Ni-Y合金 热稳定性 磁性 纳米晶化
分类号: TG139.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


铝基非晶态合金具有优异的性能,近年来备受研究人员的关注。但是目前开发出的铝基非晶样品体积极小且晶化温度较低(100-250℃),在某种程度上限制了其应用。在铝基合金中添加少量的Ni及Y元素组成三元合金,有望形成一种特殊磁性的新材料。铝基非晶合金部分晶化后,析出纳米Al晶体,其强度进一步提高至1500MPa以上。然而该复合结构的性能与纳米Al粒子的形态、大小、分布有着密切关系。引入外加强磁场有望改善纳米Al晶体的形态、大小及分布情况,从而提高综合性能。本工作制备了Al90-xNixY8 (x=2,3,4,5,6,7,8,12)三元合金条带,对急冷态和部分晶化态的Al90Ni2Y8和Al84Ni8Y8合金进行了磁性测试,在12T强磁场下对Al84Ni8Y8进行了退火处理；分析了合金的热稳定性、磁性的变化以及磁场对合金晶化的影响。急冷态Al90Ni2y8合金形成纳米Al/非晶复合结构,Al80Ni12Y8为非晶基体存在少量金属间化合物,其他成分可形成完全非晶结构。随着Ni含量的提高,合金的热稳定性越好。Al84Ni8Y8的晶化方式为初晶型晶化,Al90Ni2Y8, Al87Ni5Y8合金为共晶型晶化,而Al80Ni12Y8合金的晶化相变得更加复杂。急冷态Al90Ni2Y8和Al84Ni8Y8合金的磁性为抗磁性,而且随着Ni含量的增加,合金更容易被磁化。当磁场强度达到50000e时,Al90Ni2Y8合金的比磁化强度为—0.083emu/g,而Al84Ni8Y8合金的比磁化强度为—0.091 emu/g。当合金部分晶化后,合金的磁性仍保持抗磁性,但是比磁化强度的绝对值均显著增加。当磁场强度为50000e时,Al90Ni2Y8合金的比磁化强度的绝对值增大到0.231emu/g, Al84Ni8Y8的比磁化强度的绝对值增大到0.163emu/g,说明合金部分晶化后更易被磁化。在外加12T强磁场条件下进行Al84Ni8Y8非晶态合金在255℃、265℃保温30min的退火处理,发现外加强磁场对该种无磁性的Al84Ni8Y8合金部分晶化后析出纳米晶体的种类、大小、密度无明显影响。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章 绪论  10-28
  1.1 非晶态合金概述  10-14
    1.1.1 非晶态固体和金属玻璃的制备  11-13
    1.1.2 块体非晶态合金形成的经验准则  13-14
    1.1.3 非晶态合金性能  14
    1.1.4 非晶态合金的结构弛豫  14
  1.2 非晶态合金的发展  14-15
  1.3 非晶态合金的晶化  15-16
  1.4 铝基非晶态合金  16-24
    1.4.1 铝基非晶态合金的形成  17-18
    1.4.2 块体铝基非晶态合金及其复合材料的制备  18-20
    1.4.3 铝基非晶态合金的初晶型晶化  20-23
    1.4.4 非晶态合金在磁场下的晶化  23-24
  1.5 物质磁性的分类  24-26
    1.5.1 物质的抗磁性  24-25
    1.5.2 物质的顺磁性  25
    1.5.3 物质的铁磁性  25-26
  1.6 本文的研究背景和内容  26-28
第二章 实验方法  28-35
  2.1 合金体系与合金成分的选择  28-29
  2.2 样品制备  29-33
    2.2.1 母合金的制备  30
    2.2.2 熔体急冷制备铝基非晶条带  30-31
    2.2.3 铝基纳米铝/非晶相复合材料的制备  31
    2.2.4 磁场等温退火处理  31-33
  2.3 结构分析与表征  33-35
    2.3.1 SEM扫描电镜显微结构分析  33
    2.3.2 X射线衍射分析(XRD)  33
    2.3.3 差示扫描量热分析(DSC)  33
    2.3.4 超导量子干涉仪分析(SQUID)  33-35
第三章 Al-Ni-Y三元合金的玻璃形成能力及热稳定性  35-45
  3.1 母合金的微观组织分析  36-39
    3.1.1 分析方法(SEM)  36
    3.1.2 实验结果  36-39
  3.2 合金条带的物相分析  39-40
  3.3 合金条带的热分析  40-43
  3.4 合金条带晶化后的物相分析  43-45
第四章 Al-Ni-Y合金磁性的变化  45-50
  4.1 合金的磁性能分析  46-50
第五章 强磁场对Al_(84)Ni_8Y_8非晶态合金晶化的影响  50-62
  5.1 Al_(84)Ni_8Y_8合金条带的X射线衍射分析  50-51
  5.2 Al_(84)Ni_8Y_8合金条带的热力学性能分析  51-52
  5.3 Al_(84)Ni_8Y_8合金条带磁场退火处理  52-62
第六章 结论  62-63
参考文献  63-68
在学研究成果  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 其他特种性质合金 > 非晶态合金
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