Al基非晶合金是一种低密度高模量的材料,具有优异的力学特性。Al基非晶合金的拉伸强度一般都超过1000MPa,有些甚至可达1500MPa。纳米晶体弥散分布的Al基非晶合金强度更是可达到或超过钢材的强度,密度却不到钢材的40%,能够满足多种航天航空构件的需要。此外,非晶态Al合金具有良好的高温性能、高韧性、耐蚀等特点。因此,Al基非晶合金是一种具有重要 研究 意义和广阔应用前景的新型结构材料。
非晶合金的制备工艺有很多种,但对于Al基非晶合金,由于其非晶形成能力有限,属于边缘金属玻璃体系,所以目前制备Al基非晶合金主要采用急冷法和机械合金化等方法。其中急冷法即快速凝固法,常用的有单辊旋转快凝法、气体雾化法、表面熔化及强化法。所谓单辊旋转快凝法是通过感应加热使得石英管中的母合金熔化,然后喷射到旋转的水冷铜辊表面上,快速凝固得到非晶或非晶基体加纳米晶的薄带。气体雾化法是通过高速气流冲击金属液流使其分散为微小的液滴,从而实现快速凝固,得到非晶粉末。对于只要求表面具有一定特性的材料,可以采用表面熔化及强化法处理,从而在材料的表面获得具有优异性能的非晶层。另外,机械合金化法,也是一种制备传统非晶态合金的有效方法,采用高能研磨机或球磨机使固态粉末转化为非晶相,目前利用机械合金化法制备Al基非晶合金受到了广泛的重视。
以上方法所制备的Al基非晶样品一般为非晶薄条带、非晶细丝或非晶粉末,尚不能制备出块体的完全非晶态Al合金,这就制约了Al基非晶合金在工程实际中的应用。因此,提高Al非晶合金的形成能力,改变工艺方法制备出块体Al基非晶合金,成为非晶 研究 领域的热点和难点。
Al基非晶合金与其它金属系非晶合金有很大不同,Al基非晶合金的玻璃转变温度很低,难以抑制初晶相Al的析出,限制了Al基非晶合金的玻璃形成能力。基于热力学参数的考虑,进行成分优化来提高Al基非晶合金的玻璃形成能力,是实现块状Al基非晶合金的基本途径。沈阳金属所通过更利于形成玻璃结构的成分设计方法,在Al-Ni-Y-Co-La系列合金中,利用铜模铸造制得了Φ1mm棒状的全非晶的富Al块状非晶合金。块体Al基非晶合金的成功制备,大大扩展了其作为潜在新型工程材料的应用前景。
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