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本文以MgZnCa非晶合金为样，研究了在不同升温速率（5—80K/min）下该非晶合金的晶化活化能以及各种晶化行为。实验数据采集是在非等温条件下采用了差示扫描量热法（DSC）。经过使用Kissinger–Akahira–Sunose（KAS）方法分析变化发现结晶活化能并不是常数，结晶过程随着温度变化而变化。结晶发生在初始晶化温度，随着升温速率的增加，初始晶化温度也逐渐升高，并且晶化峰也愈发明显尖锐。结晶活化能整体变现随着升温速率增加而减少的趋势，但个别显现反弹增高。在排除人为误差后，可以认为这种变化的出现，表明由无定型合金转变为定型合金的过程包含不同的成核机制和生长过程。具体的机制和过程研究需要进一步探究。 41684
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毕业论文关键词 MgZnCa非晶合金 晶化行为 晶化活化能
Title Study on Crystallization Behavior of MgZnCa amorphous alloy
Abstract Crystallization activation energy and crystallization behavior of the amorphous alloy under different heating rates (5 - 80K/min) were studied by using MgZnCa amorphous alloy. The experimental data acquisition is the differential scanning calorimetry (DSC) under the non isothermal condition. By using Akahira - Sunose - Kissinger (KAS) method, it is found that the crystallization activation energy is not constant, and the crystallization process changes with the change of temperature. Crystallization occurs at the initial crystallization temperature, with the increase of heating rate, the initial crystallization temperature is gradually increased, and the crystallization peak is also more obvious. Crystallization activation energy as a whole is realized with the increase in the rate of increase and reduce the trend, but the inpidual showed a rebound increased. After the elimination of man-made errors, it can be considered that the appearance of this kind of change indicates that the process of transformation from amorphous alloy to the forming alloy contains different nucleation mechanism and growth process. The specific mechanism and process research need to be further explored.
Keywords MgZnCa amorphous alloy crystallization behavior crystallization activation energy
目次
1 绪论 1
1.1非晶合金概述 1
1.2 块体非晶概述 . 1
1.2.1块体非晶合金 1
1.2.2 块体非晶合金性能研究进展 . 2
1.3镁基非晶合金的研究概况 3
1.4 非晶合金的晶化研究 . 5
1.4.1 非晶合金的晶化行为 . 5
1.4.2非晶合金的纳米晶化 5
1.4.3 非晶合金的晶化动力学 . 6
2.1 实验仪器 . 7
2.2样品制作 8
2.3 X射线衍射分析 8
2.4 扫描电子显微镜 . 8
2.5退火处理 8
2.6 扫描差示量热分析 . 8
3 晶化分析 9
3.1 非晶态结构表征 . 9
3.2晶化行为研究 11
3.3晶化动力学分析 13
3.3.1数据处理 14
结论 21
致 谢 22
参考文献 23
1 绪论 1.1 非晶合金概述 通常，人们根据结构把物质材料分为晶态和非晶态。所谓的晶态材料，结构上原子排列呈现周期有序态，并且整体具有对称性，而且会展现出各向异性，对于晶态材料结构的测定可以采用晶体衍射图谱来进行标定。另一种非晶态材料，与晶态材料相反，结构上最明显的特点则是阵点的排列长程无序短程有序。 一般都认为固态金属及其合金都以结晶态存在，表征出的性能也是最稳定的。在 1960年Duwez 第一次在快冷条件下，使 AuSi 液态合金系在凝固过程中得到非晶态结构，此次发现引起科学界的高度重视。研究发现，此类非晶态合金原子的排列结构与玻璃相似，估非晶合金也称玻璃金属。金属在凝固过程中随温度的降低原子有序排列形成晶态，因此只要能打乱原子在冷却过程中的排列就能理论上形成非晶合金。 对于非晶合金的形成不仅涉及热力学，也需考虑动力学。在非晶合金的研究中，学者常用来解释非晶形成动力学和解释非晶转变特征的理论是 Turnbull[1]提出的连续形核理论（CNT）。根据 CNT 理论，Uhlmann[2]引入了非晶形成相变理论。此后，非晶形成的临界温度也被 Davis 运用上述理论推算出来。20 世纪 80 年代末，块体非晶合金出现，随之而来的是Greer 的混沌理论和 Inoue 的三个经验理论。近年来，非晶材料的性能成了人们关注的热点，虽然非晶态材料宏观表现结构均匀，各向同性，但是微观上处于热力学不稳定状态，为亚稳态，具有自发向晶态转变的趋势。