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摘要
非晶合金的结构性能调控是领域热点难题。通过向Zr-Cu-Al三元大块非晶合金中引入微量Fe元素,可以诱导非晶纳米尺度相分离结构的产生。相分离Zr-Cu-Fe-Al非晶合金独特的结构异质性为调控其性能提供了可能。通过中子和同步辐射衍射的原位无损检测手段研究了相分离的Zr-Cu-Fe-Al块状金属玻璃的热稳定性和结晶动力学,利用中子和同步辐射衍射元素衬度差异,发现在相分离非晶合金在两个晶化阶段中,富铜相和富铁相析出的先后顺序存在差别。具有优异玻璃形成能力的相分离Zr-Cu-Fe-Al非晶合金在晶化过程中具有明显的两步结晶过程,晶化产物及生成顺序比均质Zr-Cu-Al非晶合金更复杂。随着温度的升高,结晶产物从纳米级面心立方的Zr2Cu转变为体心四方Zr2Cu相,而基体转变为正交Zr3Fe相。与铸态的Zr-Cu-Fe-Al块体金属玻璃相比,含有立方Zr2Cu相和非晶基体的Zr-Cu-Fe-Al复合材料的强度增加,塑性也提高。本研究所揭示相分离非晶合金的晶化顺序将对未来性能可调控的纳米异质结构玻璃提供参考并有助于合成具有高强度和良好塑性的大块玻璃纳米晶体复合材料。
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