Zr-Ce-Co-Cu难混溶合金的液-液相分离和双非晶相形成

金属学报, 2016, 52(11): 1379-1387. doi: 10.11900/0412.1961.2016.00056

Zr-Ce-Co-Cu难混溶合金的液-液相分离和双非晶相形成

王中原 ^1, , 何杰 ^2, , 杨柏俊 ^3, , 江鸿翔 ^4, , 赵九洲 ^5, , 王同敏 ^6, , 郝红日 ^7,

1.中国科学院金属研究所,沈阳110016;大连理工大学材料科学与工程学院,大连116024

2.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

3.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

4.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

5.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

6.大连理工大学材料科学与工程学院,大连,116024

7.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

基金项目: 国家自然科学基金项目51374194,51574216和51271185,以及辽宁省自然科学基金项目2015020172资助 Supported by National Natural Science Foundation of China (Nos.51374194,51574216 and 51271185) and Natural Science Foundation of Liaoning Province (No.2015020172)

关键词：液-液相分离 , Zr-Ce难混溶合金 , 快速凝固 , 相分离非晶合金 , 微观组织

LIQUID-LIQUID PHASE SEPARATION AND FORMATION OF TWO GLASSY PHASES IN Zr-Ce-Co-Cu IMMISCIBLE ALLOYS

Keywords： liquid-liquid phase separation , Zr-Ce immiscible alloy , rapid quenching , two-glassy-phase alloy , microstructure

在Zr-Ce二元稳态难混溶合金的基础上添加Co-Cu二元亚稳态难混溶合金,设计了四元(ZrCeb)(1-x)(Cocud)x复合难混溶合金.通过热力学计算了Cu和Co在两分离液相中的分配系数,并利用OM,SEM,EDS,XRD和DTA等方法研究了相形成和组织演变的机制.结果表明,单一均匀的(ZraCeb)(1-x)(CocCud)x合金熔体在凝固过程中发生液相分离,Co和Cu元素分别分布在富Zr和富Ce液相中,最终形成富Zr-Co和富Ce-Cu两液相.在快速凝固条件下,四元合金液-液分离形成的富Zr-Co和富Ce-Cu两液相分别发生玻璃转变,形成锆基和铈基两非晶相.实验研究与热力学分析相结合,揭示了Co与Cu原子比例和Co-Cu合金添加量以及冷却速率对双非晶相形成的影响,探索了由难混溶合金制备相分离非晶合金的方法.当Co与Cu原子比及添加量分别为4∶1和38.5％时,在熔体旋甩快速冷却条件下可以获得双相非晶合金.

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