《新型銅基塊體非晶合金與凝固相選擇研究》是依託東南大學，由潘冶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型銅基塊體非晶合金與凝固相選擇研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘冶
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
集成本項目涉及的二方面構建合金非晶形成能力和成分預測方法：（1）相圖計算得到Cu基多元合金在不同凝固溫度下的凝固類型及對應的液相成分；（2）合金混合熱、配置熵和空位形成能計算得到液相/非晶相的穩定程度。彌補單一方法的不確定性和成分選擇範圍過寬的不足，實現Cu基多元非晶合金的成分設計。製備銅含量大於50at.%的新型富銅基塊體非晶合金。針對微晶相對非晶基材料性能的調節作用，綜合新型合金的非晶形成能力和非平衡凝固過程中的相選擇特徵，揭示非晶相/晶相競爭生長規律，有效控制內生晶體的形態、尺度、數量和分布，形成自合金熔體直接析出內生晶相的非晶基複合材料。通過改變合金成分和凝固條件，調控材料內生晶相均勻複合和梯度複合的微觀組織結構，使其具有高強度、高塑性和耐腐蝕的綜合性能，建立新的Cu基非晶合金系和微結構可控的凝固技術。
結題摘要
用相圖計算預測銅基三元合金於不同溫度的凝固類型及相組成，並通過揭示過冷液相的吉布斯自由能和非晶相的空位形成能對非晶形成能力的影響規律，集成混合熱、配置熵及空位形成能參數預測非晶合金成分，二者互補，清除了相圖計算時熱力學參數不完整或不準確帶來的非晶合金成分預測不確定性，實現了Cu基塊體非晶合金的非晶形成能力預測與成分設計。在此基礎上，製備出具有較高非晶形成能力的新型富Cu基（Cu＞50 at.%）Cu-Zr-M(RE)和Cu-Zr-M-M(RE)系（M表示金屬，RE表示稀土元素）塊體非晶合金。揭示了多元銅基塊體合金的晶相析出行為與凝固相選擇規律，以及微合金化對晶相析出的影響，製備出銅基塊體非晶基內生複合材料，並實現了析出晶相形態、尺度等微觀結構的調控。研究了製得的銅基塊體非晶合金及複合材料的力學性能與腐蝕性能，獲得的材料具有優異的強度、塑性和耐腐蝕性，在壓縮強度高達1820 MPa時塑性變形量可達7%，合金的腐蝕電位高達0.32 V並具有較低的腐蝕電流密度（0.56×10-6 A/cm2）。本項目的完成，對揭示非晶合金的形成機理，發展新型高性能Cu基非晶塊體合金及其複合材料，拓寬其套用範圍，有著重要的意義。
