免费论文：添加稀土元素对铜基块体非晶合金形成能力及性能的影响

本文研究了添加稀土元素（RE=Y, Pr, Tb, Dy, Ho, Er, Tm）对Cu基块体非晶合金的非晶形成能力、热稳定性、晶化过程和力学性能的影响。采用铜模铸造法制备了Cu-Zr-Al-RE块体非晶合金，采用差示扫描热分析(DSC), X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等检测手段分析样品的非晶形成能力与热稳定性；利用多重扫描速率的非等温结晶法(Kissinger法)和等温结晶法(Arrenius法)研究(Cu0.55Zr0.40Al0.05)98Er2块体非晶合金的晶化过程；利用压缩试验研究Cu基块体非晶合金的力学性能。本文的研究结果表明： (1) 微量添加稀土元素可以提高Cu基非晶合金的形成能力，在合金Cu55Zr40Al5中添加1%稀土元素使其临界直径由3mm提高到4mm或5mm。含微量稀土元素的Cu基块体非晶合金具有良好的热稳定性，过冷液体温度区间ΔTx值大约为50-70K。 (2) 适量添加稀土元素Er可以提高Cu基块体非晶合金的非晶形成能力及热稳定性。临界直径由3mm提高至5mm；(Cu0.55Zr0.40Al0.05)99Er1非晶合金的约化玻璃转变温度Trg值为0.63；(Cu0.55Zr0.40Al0.05)98Er2非晶合金的过冷液体温度区间ΔTx值为63K。 (3) (Cu0.55Zr0.40Al0.05)98Er2块体非晶合金晶化过程各阶段激活能由Kissinger法计算得：玻璃转变点Eg为498kJ/mol，晶化温度点Ex为382kJ/mol，晶化峰值温度Ep为385kJ/mol。用J-M-A方程计算合金的晶化指数n，非晶合金的晶化过程可由界面控制的生长机制描述。 (4) 添加微量稀土元素的Cu基块体非晶合金具有较高的压缩断裂强度，约在1900-2100MPa之间。添加2%Er元素，合金的塑性变形率从0.2%提高到2.5%。

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