金属玻璃的原子团簇堆积模型及镍基非晶合金涂层
文献类型：学位论文
| 作者 | 王爱萍 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05-10 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 卢柯 |
| 关键词 | 金属玻璃 结构模型 镍 非晶合金涂层 腐蚀性能 |
| 其他题名 | An atomic cluster packing model for metallic glasses and Ni-based amorphous metallic coatings |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 金属玻璃的结构特性和相关应用一直是人们关心的两个主题。基于有效填充空间这一概念，并结合有关金属玻璃中程有序模拟研究的最新进展，本论文发展了一种金属玻璃的原子团簇堆积模型以进行块体金属玻璃的合金成分的预测。另一方面，考虑到金属玻璃具有良好的耐蚀、耐磨性能，而其块体样品塑性较差，本论文更多地关注其作为表面涂层的潜在应用，即利用超音速热喷涂（High Velocity Air Fuel，HVAF）和动力金属喷涂（Kinetic Metallization，KM）技术制备镍基非晶合金涂层，并研究涂层的结构特性及腐蚀行为。主要结论如下： 1、基于有效填充空间这一概念，发展了一种金属玻璃的原子团簇堆积模型以计算具有高玻璃形成能力的合金成分：考虑了化学因素对原子团簇堆积的影响；计算了原子填充过程中产生的应变，当应变达到临界值时，这些团簇的结构发生“崩塌”，从而形成无序的非晶态结构。该模型可解释绝大部分已经被发现的块体金属玻璃的合金成分，并成功预测出新的块体金属玻璃，如Fe-B-Nb 和Hf-Al-Cu合金体系。 2、将Miracle的ECP（Efficient Cluster Packing，ECP）结构模型和多组元合金的拓扑不稳定性准则相结合，提出了一种设计镍基块体金属玻璃的经验方法。基于此方法，制备出最佳玻璃形成能力为2 mm的简单三元Ni-Nb-Zr块体金属玻璃体系，该体系在1M HCl水溶液中具有优异的耐蚀性能。 3、利用超音速热喷涂（HVAF）技术，制备出结构致密的Ni-Zr-Ti-Si-Sn及Ni-Nb-Ti-Zr-Co-Cu部分非晶合金涂层，涂层中的孔隙率及非晶相含量与工艺参数密切相关。Ni-Zr-Ti-Si-Sn非晶合金及其涂层在0.05M H2SO4 + 0.05M Na2SO4水溶液中展示出良好的耐蚀性，而Ni-Nb-Ti-Zr-Co-Cu非晶合金及其涂层在强腐蚀性介质1 M HCl 水溶液中具有优异的耐蚀性能。 4、利用动力金属喷涂（KM）新技术，制备出高耐蚀性的Ni-Nb-Ti-Zr-Co-Cu完全非晶合金涂层。随喷涂温度的增加，涂层结构趋于致密；随涂层厚度的增加，贯穿孔隙难于形成，涂层表现出较高的耐蚀性能。 5、基于动电位极化曲线及XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy）表面分析，比较了Ni-Zr-Ti-Si-Sn和Ni-Nb-Ti-Zr-Co-Cu两种非晶合金及其晶化样品在1M HCl水溶液中的腐蚀行为。研究结果表明，非晶合金的腐蚀性能敏感于成分，而其结构均匀性仅起到有益的辅助作用。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 114 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16865]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王爱萍. 金属玻璃的原子团簇堆积模型及镍基非晶合金涂层[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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