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Revisiting Al-Ni-Zr bulk metallic glasses using the 'cluster-resonance' model
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG139.8[金属学及工艺—合金;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室,大连116024, [2]大连理工大学材料科学与工程学院,大连116024, [3]内蒙古师范大学内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室,呼和浩特010022, [4]Physics Institute, Chenmitz University of Technology, Chemnitz 09107
  • 相关基金:国家自然科学基金项目51131002和51041011,中央高校基础研究基金资助项目DUT13ZD102,中国工程物理研究院重点发展基金项目2013A0301015.国防基础科研项目B1520133007和国际热核聚变实验堆计划资助项目2013GB107003资助
中文摘要:

依据团簇+连接原子模型设计具有高玻璃形成能力的Fe-B-Si—Ta软磁块体非晶合金,以共晶点Fe83B17对应的共晶相Fe2B为基础.根据最大径向原子数密度和孤立度原则,得到以B为心的[B-B2Fe8】主团簇,结合理想非晶合金团簇式的电子浓度判据,构建出Fe-B二元非晶合金的理想团簇式[B—B2Fe8]Fe.为提升Fe—B二元合金的非晶形成能力,选择与Fe具有较大负混合焓的Si替代[B—B2Fe8]团簇的中心原子B,得到Fe-B-Si三元非晶合金的理想团簇式[Si—B2Fes]Fe.由于Ta与B和Si间具有较大的负混合焓,进一步以Ta替代[Si—B2Fe8]Fe团簇式中壳层位置的Fe原子,设计出[Si—B2Fe8-xTax]Fe四元非晶系列成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xTax]Fe在x=0.4~0.7成分处均可形成直径为1.0min的非晶合金棒.其中,[Si—B2Fe7.4Ta0.6]Fe合金的非晶形成能力最佳,其非晶样品的约化玻璃转变温度磊为0.584,玻璃转变温度正为856K,过冷液相区宽度△Tx达33K.[Si-B2Fe8-xTax]Fe(x=0.4~0.7)块体非晶合金的Vickers硬度Hv随Ta的添加从1117HV(F0.4)上升到1154HV(x=0.7).[Si—B2Fe7.6Ta0.4]Fe非晶合金具有良好的室温软磁性能,其饱和磁化强度Bs为1.37T,矫顽Hc垃为3.0A/m.

英文摘要:

The structural and compositional features of amorphous alloys can be described by cluster-plus- glue atom model, which is an effective method for the composition design of amorphous alloys. In the Fe-B binary system, Fe2B phase is an intermetallic phase related to Fe83B17 eutectic point. Under the framework of the highest ra- dial number density and isolation principle, the local structure of Fe2B phase is characterized by a B-centered Ar- chimedean octahedral antiprism [B-B2Fe8] atomic cluster. Combined with the electron consistence criterion, the [B-B2Fe8]Fe (here the center and shell atoms are separated by a hyphen, a cluster is enclosed in square brackets, the glue atom is out square brackets) is then determined as an ideal cluster formula for Fe-B binary amorphous. To further enhance the glass-forming ability (GFA) of the alloy, the center B and shell Fe atoms in [B-B2Fes]Fe are re- placed with Si and Ta, respectively, due to their large negative enthalpy of mixing between Si-Fe and (B, Si)-Ta atomic pairs, and Fe-B-Si-Ta quaternary composition series, namely [Si-B2Fe8-xTax]Fe, are thus derived. The experimental results reveal that the bulk amorphous alloys with a diameter of 1.0 mm can be achieved for [Si-B2Fe8-xTax]Fe (x=0.4-0.7) compositions. Among them, [Si-B2Fe7.4Ta0.6]Fe (i.e. Fe70B16.67Si8.33Ta5, atomic frac- tion, %) is the best glass former, its glass transition temperature Tg, supercooled liquid region ATx and the re- duced glass transition temperatures Trg are 856 K, 33 K and 0.584, respectively. The Vickers hardness, saturation magnetization and coercivity of the [Si-B2Fe76Ta0.4]Fe (i.e. Fe71.67B16.67Si833Ta3.33) amorphous alloy are measured to be 1117 HV, 1.37 T, and 3.0 A/m, respectively. KEY WORDS cluster-plus-glue atom model, cluster formula, Fe-B-Si-Ta bulk amorphous alloy, magnetism

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
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