1。3 非晶材料前驱体
在1934年,Kramer[20]用蒸汽沉积法获得了非晶薄膜,这也是最早成功地制备出非晶合金的科学家。在1950年,Brenner[21]等用电沉积法制备出Ni-P的非晶薄膜。美国物理学家Turnbull等[22]又于1958年讨论确定液态过冷的情况会对玻璃态造成怎样的影响,这个理论使世界范围内展开了对非晶合金的研究和讨论。在20世纪60年代,有关非晶合金的研究取得重要进展,来自美国加州理工学院的Duwez等[23]用熔体快速冷却法,首次的制备出了Au-Si系非晶合金,这也标志着非晶合金真正的诞生。随后的几十年中,非晶合金得到了快速的发展,成为了物理学术研究与应用和材料科学中一个活跃的领域。
非晶态合金是单相的、无定形的结构,晶体内部存在的结构缺陷在非晶中不会出现,而且,非晶合金是通过快速淬火而形成的,在固化得过程中,原子们来不及扩散,也因此不会出现像晶体那样的异相或者析出物,甚至偏析或其他成分起伏。因此,非晶合金的均匀性会直接导致它具有非常良好的抗腐蚀性,同时会具有晶态合金几乎无法达到的强度、硬度、延展性、和抗辐照能力以及催化和储氢能力等等,这一切的优良品质都让非晶合金拥有了广阔的应用前景[24]。
1。4 本文研究内容
以Ti-Cu基非晶合金为前驱体,并通过去合金化方法研究纳米多孔结构的形成及性能,并对其形成微观结构与处理条件之间的关系进行探讨。为纳米多孔金属的实际应用提供一定的数据参考。
2 实验方法
2。1 实验仪器
实验所用仪器如下表2。1
表2。1 实验仪器
名称 型号 厂商
电弧熔炼设备 HFZ-1型 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司
甩带喷注设备 XC-500型 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司
点焊机
Bruker D8 X射线衍射仪 DN1-10
Bruker-AXS D8 Advance 武强县五联焊接设备厂
布鲁克Bruker
扫描电子显微镜SEM
DSC Q2000 TA
2。2 样品制备
本实验选取高纯度的块体金属作为原材料,其中,Ti为99。9%(质量分数,下同),Zr为99。99%,Cu为99。99%,Ni为99。99%,Sn为99。999%。按Ti40。6Zr9。4Cu40。6Ni6。3Sn3。1的原子分数配料,然后将所称配料放入乙醇中并用超声波清洗5分钟。原材料为Ti、Cu、Sn、Ni、Zr组成的混合物,原料的熔配在电弧熔炼炉中完成,具体的操作方法是在电弧熔炼炉内抽到3×10-3Pa的高真空度,然后充入保护气体氩气,在氩气的保护下进行合金熔炼,为保证熔炼的程度均匀,每个合金锭要翻炼至少四次才能得到。
采用单铜辊甩带急冷法制非晶合金,其示意图如图2。1所示。将适量的,熔炼好的母合金破碎后经过打磨、清洗等过程,取4g左右放置于石英管的底部,同时调节石英的位置,使样品合金位于感应圈的中部,再启动中频电源,用感应加热法熔化母合金,同时启动铜辊,调节好铜辊转速且设定固定值后,通过高压氩气的推动使合金熔体到达铜辊的表面,这时剥离气嘴中会喷出高压气流,把铜辊表面条带吹进铜辊,制出厚度为30μm,宽为1mm的Ti40。6Zr9。4Cu40。6Ni6。3Sn3。1非晶条带。