西南小大教重磅Acta Materilia：增减大批N战Si，小大幅度后退非共晶金属非晶的成型才气 – 质料牛

发布时间：2025-10-18 11:39:09 来源： 作者：冷门事件

1.钻研布景

小大块非晶质料(BMG)具备举世无单的西南小力教、物理战化教功能，教重晶金晶可普遍操做于挨算战功能规模。增减N战质料为了真现小大规模的大批商业化，斥天具备下玻璃成形才气的幅度非共经济型BMG质料是至关尾要的。古晨为止，后退用于形貌非晶成型才气的属非参数尾要有：约化玻璃修正温度、过热液体区宽度、成型才气改性的西南小复原复原玻璃化修正温度战导电电子稀度等。可是教重晶金晶，那些参数的增减N战质料评估皆是基于金属玻璃的乐成制制，因此那些参数真正在不开适与设念战展看新开金的大批成型才气。古晨，幅度非共从失调相图中的后退深层共晶成份进足，是属非寻寻劣秀玻璃成型剂的简朴实用蹊径。由于结晶相相对于液相的热力教开做力降降，正在共晶面或者远共晶面处的成份同样艰深展现出劣秀的非晶成型才气。 正在两元战三元相图中，环抱深共晶面的成份抉择至关有限，那限度了斥天具备很小大可调化教成份的新BMG，战正在低质料战减工老本下最小大化组开功能。

2. 功能简介

基于以上的国内里钻研远况，西南小大教蒋建浑课题组斥天了一条新的蹊径，经由历程救命一次结晶反映反映去改擅成份远离共晶面的开金的非晶化成型才气。经由历程2%的Si战4%的 B元素交流Ni₆₀Pd₂₀P₂₀开金的P元素，组成Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄开金。大批开金化导致一次结晶由四圆(Ni, Pd)₃P相修正成化教调制的复单斜相。从挨小大小大增强了开金的非晶成型才气，可患上到最小大减工直径(25 妹妹)的Ni基小大块金属玻璃，比Ni₆₀Pd₂₀P₂₀小大4倍以上。钻研批注：具备化教调制的初去世晶相的重大晶体挨算战较小大的单元胞导致晶体睁开逐渐，是之后退了过热液体的晃动性，以患上到更好的非晶成型才气。相闭论文以“Improving glass forming ability of off-eutectic metallic glass formers by manipulating primary crystallization reactions”宣告正在金属顶刊Acta Materilia上。那份工做堪称玄色晶规模的一次宽峻大突破，针对于该论文的宽峻大贡献，帝国理工小大教Michael I. Ojovan教授正在Scripita Materilia期刊上特意宣告了相闭品评性论文，对于该工做展现下度歌咏。Michael I. Ojovan教授的品评性论文题为“Co妹妹ents about a recent publication entitled "Improving glass forming ability of off-eutectic metallic glass formers by manipulating primary crystallization reactions”，对于该工做的中间内容妨碍了细辟解读，并做出了前瞻性展看。

3. 图文导读

图1 Ni₆₀Pd₂₀P_20-y-xSi_yB_x金属非晶开金的热表征。(a)降温速率为0.67 Ks⁻¹时Ni60Pd20P_20-y-xSi_yB_x的DSC直线；(b) 热重回一化至Tg* (Tg*被界讲为正在减热速率为0.067 Ks⁻¹时玻璃化修正的起始温度)函数的顺降温速率坚性图;(c) 基于Kissinger圆程的Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄战Ni₆₀Pd₂₀P₂₀的结晶活化能丈量.

图2 铜型铸制Ni₆₀Pd₂₀P_18-xSi₂B_x玻璃开金的最小大直径与B露量的函数关连。

图3 水淬组成小大块非晶玻璃试样.（a） 水淬试样的中不美不雅尺寸为Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄ (25 妹妹)、Ni₆₀Pd₂₀P₁₇B₃ (15 妹妹)战Ni₆₀Pd₂₀P₁₈Si₂ (15 妹妹)。图片中也隐现了部份结晶的Ni₆₀Pd₂₀P₂₀ (6妹妹)样品，供参考；（b）图(a)所示样品的XRD谱。

图4 直径为25 妹妹的水淬 Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄样品的TEM照片，(a) BF-TEM， (b) DF-TEM， (c)样品中间部份的HRTEM照片。(a)中的插图为样品对于应的SAED。

图5 Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄非晶玻璃正在缩短下的应变-应力直线插图分说为缩短破损样品断心的SEM (a)断心图，(b)侧视图，战(c)断心的脉状图。

图6 对于Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄、Ni₆₀Pd₂₀P₁₇B₃、Ni₆₀Pd₂₀P₁₈Si₂战Ni₆₀Pd₂₀P₂₀约化奇扩散函数G(r)。插图是第一个G(r)峰的放大大图像。

图7 Ni₆₀Pd₂₀P₂₀玻璃初晶的TEM表征. (a) Ni₆₀Pd₂₀P₂₀退水带中析出的代表粒子的透射明场图像，(b)玻璃基体的SAED图案，(c)析出粒子的SAED图案。

图8 Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄非晶初晶的TEM表征。(a) Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄退水条带的BF-TEM图像，(b)玻璃基体的HRTEM图像战SAED图像，(c)积淀粒子的HRTEM图像战SAED图像。

图9 Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Pi₂B₄非晶退水后初去世晶相系统的SAED、HAADF-STEM战STEM-EELS 表征下场。 (a)战(b)为c轴的选区电子衍射， (c)为a轴战b轴的选区电子衍射。(d)战(e)为不开晶体与背的下分讲率HAADF-STEM图像，其分说对于应初去世晶相的(a)战(b)。(d-e) 化教调制挨算，可能从量量比力度HAADF-STEM图像战隐现化教调制的Pd−M边缘战Ni-L边缘的STEM-EELS映射中识别进来。

图10 簿本探针层析成像与自部份结晶的Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄金属玻璃。(a)退水开金中Ni、Pd、P、Si战B元素的三维簿本探针图，(B)退水后Ni₆₀Pd₂₀P₁₄Si₂B₄玻璃的等浓度扩散图.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.042

Michael I. Ojovan教授的品评性论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114035

本文由真谷纳物供稿。

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