·490· 北京科技大学学报 2004年第5期 最初的阶段，由于晶粒的细化和内部张力的增 13h时就已经得到非晶组织.从四种合金非 强，各种元素的衍射峰逐渐降低和变宽.在一定 晶曲线的形状看，CuaTisoZro和CusTigoZr合金的 的时间后，Cu-Ti二元合金中Cu和Ti第一衍射峰 更接近完全非晶化.因此在Cu-Ti的基础上添加 之间(20-4045)出现漫散射峰，而Cu-Ti-Zr中 10%~30%的Zr对非晶的形成是有利的.从得到 则在Cu,Ti和Z第一衍射峰之间(2-35~45)出 的XRD谱线来看，在反应过程中除了原始粉末 现漫散射峰，形成了非晶的典型散射曲线，之后 元素的峰值高低发生变化外，没有其他化合物或 随着时间的延长，非晶的结构没有发生变化.三 中间相出现，这表明非晶合金是由粉末元素原子 元成分从晶态到非晶态的转变远比二元成分要 的直接扩散而形成的，而不是先形成某些中间 快，CuTi合金在球磨了18h后才形成非晶 相，再通过破坏这些中间相的结构来形成非晶 结构，而CuTisZro,CuaTiaoZr和CuoTinZrs0则在 结构， (a) Ti .Cu (b) "Ti·Cu Zr 20h 20h 13h 18h 8h 8h 人从 2030 40 50 607080 20 30 50 60 70 80 201() 28/() c bZr·Cu d oZr.Ti 20h 20h 粉 餐 13h 13h 8h 8h 3h 3h 2030 4050607080 20304050 607080 20/() 20/() 图1Cu-Ti和Cu-Ti-Zr粉末不同球磨时间的XRD曲线.(a)CueTio;(b)Cu.TisZr;(c)CueTixZrx;(d)CuTinZrs0 Fig.1 X-ray diffraction patterns of Cu-Ti and Cu-Ti-Zr powders at different milling time:(a)CuTi;(b)CuTisZr;(c) CusTisZr;(d)CueeTinZrs 图2为二元C0Tio和三元Cu0TiZr0合金粉 就已经无法分辨，该合金球磨8后，无特征组织 末在不同球磨时间的背散射电子图像.可见，球 没有发生明显变化，究竟该组织是否含有非晶， 磨相同时间，CusTis二元合金非晶化进程要比 下面拟通过结合SEMQ线扫描和TEM观察作进 CusTioZrs0慢的多.如图2(a)所示，CTio球磨2h 一步说明. 后，两种元素可以清楚地分辨出来，其中发灰的 图3为CuoTi球磨2h时的背散射电子图像 区域为Ti的富集区，发亮的区域为Cu的富集区， 和元素线扫描分析结果.可见在界面处不仅存在 Cu在高能球磨作用下，由于冷焊和重复变形，粉 Cu原子向T基体中的固相扩散，而且同时存在 末被压成了2~l0μm的接近平行排列的片层相间着Ti原子向Cu基体中的扩散，这种双向扩散在 的组织，CTi球磨18h后，Cu和Ti己经相互扩 颗粒的界面处形成了大约几个微米的扩散层.同 散为一个50-80m颗粒，除了能够观察到少量 时可以看出的界面位置移向Cu颗粒一端，半径 亚微米级的白色颗粒之外，颗粒内部总体上呈现 较小的Cu原子(Ra=0.127nm)向半径较大的Ti 出无特征组织结构，标志着非晶组织开始形成. 原子(Rm=0.143nm)基体中的扩散速度大于Ti原 对于三元合金，球磨1h后，Cu,Ti和Zr三种粉末 子向Cu中的扩散速度，一 ￾￾￾ ￾ 北 京 科 技 大 学 学 报 ￾￾￾￾年 第 ￾期 最 初 的阶 段 ， 由于 晶粒 的细 化 和 内部 张 力 的增 强 ， 各种元 素 的衍 射 峰逐 渐 降低 和 变 宽 ￾ 在 一 定 的时 间后 ， ￾卜￾ 二 元 合 金 中￾￾ 和 ￾ 第 一 衍 射 峰 之 间 ￾决￾￾￾￾￾ “ ￾出现 漫 散射 峰 ， 而 ￾￾￾￾一 ￾ 中 则在 ￾认 ￾ 和 ￾ 第 一 衍 射 峰之 间 ￾头￾一￾￾ “ ￾出 现 漫 散射 峰 ， 形成 了非 晶 的典型 散射 曲线 ， 之 后 随着 时 间 的延 长 ， 非 晶 的结构 没 有 发 生变 化 ￾ 三 元 成 分 从 晶态 到 非 晶态 的转 变 远 比 二 元 成 分 要 快 ， ￾锄￾￾ 合 金 在 球 磨 了 ￾ ￾ 后 才 形 成 非 晶 结 构 ， 而 ￾场￾ ，￾￾ ， ￾嘶￾ ￾￾￾￾。 和 ￾场 。￾ ￾￾ ￾。 则 在 ￾ ￾ 时 就 已 经 得 到 非 晶 组 织 ￾ 从 四 种 合 金 非 晶 曲线 的形状 看 ， ￾锄￾￾￾。 和 ￾嘶￾￾巧。 合 金 的 更接近 完全 非 晶化 ￾ 因此 在 ￾￾￾￾的基 础 上添 加 ￾￾一 ￾￾￾ 的 ￾ 对 非 晶 的形 成 是有 利 的 ￾ 从 得 到 的 ￾￾￾ 谱 线 来看 ， 在 反 应 过 程 中除 了原始 粉 末 元 素 的峰值 高低 发 生变 化 外 ， 没 有其他 化 合物 或 中间相 出现 ， 这表 明非 晶合 金 是 由粉 末 元素 原子 的直 接 扩 散 而 形 成 的 ， 而 不 是 先 形 成 某 些 中 间 相 ， 再 通 过破 坏 这 些 中 间相 的 结构 来 形 成 非 晶 结构 ￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾￾ ￾ 一洲产、一 ￾ ￾山￾曰口州￾￾从叻￾ 一注互一洲￾李 血 、”，￾￾￾￾￾曰￾一一 咬 一 ￾白￾￾”‘￾目￾￾￾卜 ￾ ￾ ￾山内白户，自￾自尸甲￾￾脚一 ￾ ￾ 二生刀￾ 一 侧禽籍燃 ￾￾￾ 一 ￾￾ 一 ￾￾ ￾￾￾ ￾又 ￾ ￾ 一 ￾￾￾￾，回￾，口户 — 一 — ￾ ￾ ￾又 ￾ ￾ ￾ 一￾州曰￾目洲￾‘口￾知 一￾￾一一洲尹 认 ￾ ，￾￾口￾￾￾，￾￾￾￾口￾￾ 一 ￾ — 登洲匕 以 ￾ ￾ 一 一￾产、￾沪￾自￾勺 一 、电￾￾月片￾声勺勺阅￾口，￾￾ 一 ￾瓜一儿从仄 一 一 一 — ￾ 一 一 ￾ 侧旋霉葱 ￾￾￾￾ ￾￾ ￾口￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾ ￾￾ · ￾￾ 二￾￾ 上、 厂产脚 、七 一一一一一一 ‘ ‘ 曰￾￾‘曰，叫目￾叫￾￾曰 二二斗之 一 ￾ 只 ￾ 沪￾、 ‘ 州曰￾￾州口￾明月￾￾目曰冲 ￾ 公妥洲屯 一 一 ￾￾ 协人￾ ， ￾ 二一知护认脚脚 一品一州“ 侧母淇蕊 … ￾︺ ￾阴，一 甲￾，﹂门了，曰朗一￾ ￾一只 ￾ ￾︸ 一，门甸一、﹃ ￾，‘￾ ￾ 声，一峙月 气、。￾￾︵ ￾曰﹂￾﹃ 尸￾卜尸 一￾门︶， ￾一￾ 奥侧燃蕊 ￾夕￾￾ ￾￾ ￾口￾￾ ￾￾ 图 ￾ ￾￾一￾￾和 ￾￾￾卜￾￾ 粉末不 同球磨 时￾’ 的 ￾￾￾ 曲线 ￾ ￾￾￾￾￾￾￾蝙￾￾￾￾￾枷￾￾阅￾￾￾。￾￾￾￾￾伽￾￾协￾八￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾泌黝 ￾￾ · ￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾们￾￾￾￾ ￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾一￾￾￾￾￾￾￾一￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾月￾￾￾￾￾￾肠。￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾与￾￾￾￾￾匈￾￾祸 ￾二￾￾￾ ￾￾￾￾￾”￾肠￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾泌与 图 ￾为 二 元 ￾嘶￾ 。。 和 三 元 ￾锄￾ ，之￾￾。 合 金 粉 末 在 不 同球 磨 时 间 的背 散射 电子 图像 ￾ 可 见 ， 球 磨相 同 时 间 ， ￾场 。￾￾印 二 元 合 金 非 晶化 进 程 要 比 ￾锄￾ ，￾ ￾。 慢 的多 ￾ 如 图 ￾￾所 示 ， ￾￾￾￾ 球 磨 ￾￾ 后 ， 两 种 元 素 可 以清 楚地 分 辨 出来 ， 其 中发 灰 的 区 域 为 ￾ 的 富集 区 ， 发 亮 的 区 域 为 ￾￾ 的富集 区 ￾ ￾￾ 在 高能球磨 作用 下 ， 由于冷 焊 和 重 复 变 形 ， 粉 末 被压 成 了 ￾一 ￾ 阿 的接近平 行 排 列 的片层 相 间 的组 织 ， ￾伽￾￾ 球 磨 ￾ ￾后 ， ￾￾ 和 ￾ 己经 相 互 扩 散 为 一 个 ￾￾一￾￾ 林￾ 颗 粒 ， 除 了能够观 察 到 少 量 亚 微 米 级 的 白色颗 粒 之 外 ， 颗 粒 内部 总体 上 呈现 出无特 征 组 织 结 构 ， 标 志着 非 晶组 织 开 始 形 成 ￾ 对 于三 元 合 金 ， 球 磨 ￾￾后 ， ￾认 ￾ 和 ￾ 三 种粉 末 就 己经 无 法 分辨 ， 该合 金球 磨 ￾￾后 ， 无特 征组织 没 有 发 生 明显 变 化 ￾ 究 竟该 组 织 是否 含 有 非 晶 ， 下 面拟 通 过 结合 ￾￾￾￾线 扫 描 和 ￾￾ 观 察作进 一 步 说 明 ￾ 图 ￾为 ￾伽￾￾翻 球 磨 ￾￾ 时 的背 散射 电子 图像 和 元 素 线扫 描 分 析 结果 ￾ 可 见在 界 面处不 仅存在 ￾￾ 原 子 向 ￾ 基 体 中的 固相扩 散 ， 而 且 同时存 在 着 ￾ 原 子 向 ￾￾ 基 体 中的扩 散 ， 这 种 双 向扩 散在 颗 粒 的界面 处形 成 了大约 几个微 米 的扩散层 ￾ 同 时可 以看 出的界 面 位 置 移 向 ￾￾ 颗 粒 一 端 ， 半径 较 小 的 ￾￾ 原 子 ￾￾ 。 二 ￾ ￾ ￾￾￾￾向半径 较 大 的 ￾ 原 子 ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾￾￾基 体 中的扩 散速 度大于 ￾ 原 子 向 ￾￾ 中的扩 散速度 ￾