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26 卷第 5 期北京
2004 10 Journal of University of Science and Technology Beijing Oct. 2004
机械合金化法制备 Cu–Ti–Zr 基非晶合金
惠希东杜立辉王美玲陈国良
北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京 100083
摘要采用机械合金化法成功制备 60–x x x=0,10,30,50 非晶合金研究 Cu–Ti–Zr 合金
粉末由晶态向非晶态转变过程中的组织结构变化探讨非晶合金的形成机制以及非晶合金
的热稳定性和晶化产物结果表明非晶合金直接从初始元素得到在反应过程中没有金属
间化合物出现非晶化过程可以由间隙扩散模型来解释 x y非晶粉末的DSC分析表明
随着 Ti 含量的降低和 Zr 含量的升高, 非晶粉末的晶化温度Tx 逐渐升高对非晶粉末在相应的
T 温度附近退火 15min后发现 Cu40Ti30Zr30 合金没有析出相 Cu40Ti10Zr50 析出了Zr2Cu, Cu4Ti和少
量的一些未知相
关键词 Cu–Ti–Zr 合金; 非晶合金; 机械合金化; 热稳定性
分类号 TG 139+.8
Cu 基和 Ti 基块体非晶合金是两种具有独特制成名义成分为Cu40Ti60 Cu40 Ti50Zr10 Cu40Ti30Zr30 和
性能的合金体系与已经大量研究的 Zr 基块体 Cu40Ti10Zr50 的四种粉末混合物三种元素粉末纯
非晶合金相比铸造法制备的 Cu 基块体非晶合度及粒度为 Cu (%, <75 m) Ti (%, <75
金具有极高的压缩强度如 Cu–Zr–Ti 的压缩断裂 m) Zr (%, <75 m) 各种元素粉末精确称量
强度大于 2 000 MPa [1~3] 而 Ti 基非晶合金则具有后放入罐内密封整个操作过程在高纯氩气
低密度和良好的生物活性是潜在的生物医学材 % 的保护条件下进行在 GN–2 型高能球
料近年来先后制备成功了各种 Cu 基合金系块磨机上进行机械合金化磨球和罐均由不锈钢
体非晶材料[1~9] 然而与 Pd基和 Zr 基非晶合金相制球料比为 5 1 球磨罐外部由风扇强制流动空
比 Cu基合金的非晶形成能力较小目前Cu基和气冷却为了确定相转变的过程 Cu40Ti60 分别在
Ti 基块体非晶合金的最大尺寸不超过 6 mm 要球磨时间t =2, 4, 6, 8, 18, 32 h Cu40 Ti50Zr10 分别在t
用于结构材料还有一定困难因此探索新的制备=1, 3, 8, 13, 20 h 其余成分在t =3, 8, 13, 20 h 取出
方法对于发展 Cu 基和 Ti 基非晶合金具有重要意一定量粉末进行分析通过 PHILIPS APD–10 型X
义机械合金化法是另一种制备非晶合金的有效射线衍射仪分析球磨产物的结构 Cu K 利用
手段这种方法可以克服铸造法对非晶形成能力 LEO1450 型 SEM 及其自带能谱观察材料微区组
的限制同时能够通过后续热压工艺而得到大体织形貌和成分分布利用日立 H800 型 TEM 观察
积非晶材料材料相变化过程