.142 北京科技大学学报 第30卷 法制备了Mg6oCu25Y1oSi5合金，XRD测试在D/ 通过对Mg60Cu30-xY10Six(x=0,1.0,1.8, max2400衍射仪上进行，选用单色CuK。射线源. 2.5)楔形试样不同部位的截面进行X射线衍射分 采用SDSC120差示扫描量热仪测量样品的玻璃 析，确定了不同成分试样形成块体非晶合金的最大 转变、晶化和熔化行为，测量过程中通入流动的高 厚度，如图3所示，可见，随着Sⅰ元素含量的增加， 纯氩气，加热速率为20Kmin-1,温度范围为300~ 块体非晶合金的最大厚度出现先增后减的趋势，当 763K x=1.0时非晶合金的最大厚度为2.6mm,而 2实验结果与分析 Mg6oCu30Y1o合金形成块体非晶合金的最大厚度为 2.2mm,这一实验结果表明，用原子分数1%的Si 2.1 VIg CuY-Si合金的玻璃形成能力 元素部分替代Mg6oCu30Y10合金的Cu元素可使该 图1为铜模浇铸Mg60Cu30-xY1oSix(x=1.0, 合金的玻璃形成能力进一步得到提高 1.8,2.5)合金楔形试样底部X射线衍射谱.由图 3.0 可见，x<2.5时Mg6oCu30-xY1oSix合金均可形成 2.5 MgsoCuYioSi, 完全玻璃相 2.0 1.5 MgCusYSi2s 1.0 0.5 MgooCu2YiSi 3 Si原子分数% MgoCuz YSi 图3 Mg Cu-Y-Si合金形成最大非晶层厚度与硅含量的关系 Fig.3 Maximum thickness of glass phase as a function of Si content 2030405060708090100 根据非晶合金样品厚度t与玻璃形成临界冷却 20) 速率B。之间的关系R。=10/t2,可粗略地估计合金 图1铜模浇铸Mg60Cu0-,Y10Si,(x=1.0,1.8,2.5)试样的X 的玻璃形成临界冷却速率.分别取0.22cm和0.26 射线衍射谱 cm作为x=0和x=1.0时Mg6oCu30-xY1oSix合金 Fig-I X-ray diffraction patterns of the as cast MgeoCuso-YioSi 的非晶形成最大厚度，则Mg6oCu30-xY1oSix合金形 (x=1.0.1.8,2.5)aoys 成的临界冷却速率由x=0的200Ks-1降低为x= 图2为Mg6 oCu25Y1oSis楔形试样底部的X射 1.0的150Ks-1. 线衍射谱.可见，铸态样品主要由晶体相Mg和 2.2晶化与熔化分析 Mg2Cu相组成，为了进行比较，图2中还示出了单 通过分析Mg60Cu30-xY1oSix(x=1.0,1.8, 辊急冷甩带法制备的Mg6oCu25Y1oSi5合金的X射 2.5)非晶合金的DSC曲线发现，所有样品均可观察 线衍射谱.由图中可见，Mg6oCu30-,Y1oSix合金当 到明显的玻璃转变吸热峰和晶化转变放热峰，其 x=5.0时即使在高冷速条件下也很难形成完全非 中，Mg6oCu30-xY1oSix(x=1.0,1.8)的第1级晶化 晶组织 表现为单一的放热峰，而Mg60Cu27.5Y1oSi2.5合金的 MgoCuzYoSi, ■Mg DSC曲线上出现了两个晶化转变引起的放热峰，表 ●MgCu 明即使合金成分发生微小变化也能引起非晶合金晶 甩带 化过程的明显差异，Mg60Cu30-xY10Six(x=0, MgCusYioSi 1.0,1.8,2.5)合金的玻璃转变起始温度Tg、晶化 铜模铸造 2说更 转变起始温度Tx1和Tx2、过冷液相区△T.(△T.= 20 0 80 Tx1一T)如表1所示.可见加入Si后△Tx随Si含 60 00 2a(°) 量的增大而增大 图2铜模与甩带MgeoCu2sYnSi5合金试样的X射线衍射图 图4给出了Mg6oCu30-xY1oSix(x=0,1.0, Fig.2 X-ray diffraction patterns of the as cast and the melt-spun 1.8,2.5,5.0)合金的转变温度图，其中Tm为熔化 Mg6oCu2sY noSis alloy 起始温度，T,为熔化结束温度.Turnbu4提出的法制备了 Mg60Cu25Y10Si5 合金．XRD 测试在 D／ max2400衍射仪上进行‚选用单色 Cu－Kα 射线源． 采用 SⅡ－DSC120差示扫描量热仪测量样品的玻璃 转变、晶化和熔化行为．测量过程中通入流动的高 纯氩气‚加热速率为20K·min －1‚温度范围为300～ 763K． 2 实验结果与分析 2∙1 Mg－Cu－Y－Si 合金的玻璃形成能力 图1为铜模浇铸 Mg60Cu30－ x Y10Si x （ x ＝1∙0‚ 1∙8‚2∙5）合金楔形试样底部 X 射线衍射谱．由图 可见‚x ＜2∙5时 Mg60Cu30－ xY10Si x 合金均可形成 完全玻璃相． 图1 铜模浇铸 Mg60Cu30－ xY10Si x（ x＝1∙0‚1∙8‚2∙5）试样的 X 射线衍射谱 Fig．1 X-ray diffraction patterns of the as-cast Mg60Cu30－ xY10Si x （ x＝1∙0‚1∙8‚2∙5）alloys 图2 铜模与甩带 Mg60Cu25Y10Si5 合金试样的 X 射线衍射图 Fig．2 X-ray diffraction patterns of the as-cast and the melt-spun Mg60Cu25Y10Si5alloy 图2为 Mg60Cu25Y10Si5 楔形试样底部的 X 射 线衍射谱．可见‚铸态样品主要由晶体相 Mg 和 Mg2Cu 相组成．为了进行比较‚图2中还示出了单 辊急冷甩带法制备的 Mg60Cu25Y10Si5 合金的 X 射 线衍射谱．由图中可见‚Mg60Cu30－ xY10Si x 合金当 x＝5∙0时即使在高冷速条件下也很难形成完全非 晶组织． 通过对 Mg60Cu30－ x Y10Si x （ x ＝0‚1∙0‚1∙8‚ 2∙5）楔形试样不同部位的截面进行 X 射线衍射分 析‚确定了不同成分试样形成块体非晶合金的最大 厚度‚如图3所示．可见‚随着 Si 元素含量的增加‚ 块体非晶合金的最大厚度出现先增后减的趋势．当 x ＝1∙0 时非晶合金的最大厚度为 2∙6mm‚而 Mg60Cu30Y10合金形成块体非晶合金的最大厚度为 2∙2mm．这一实验结果表明‚用原子分数1％的 Si 元素部分替代 Mg60Cu30Y10合金的 Cu 元素可使该 合金的玻璃形成能力进一步得到提高． 图3 Mg－Cu－Y－Si 合金形成最大非晶层厚度与硅含量的关系 Fig．3 Maximum thickness of glass phase as a function of Si content 根据非晶合金样品厚度 t 与玻璃形成临界冷却 速率 Rc 之间的关系 Rc＝10／t 2‚可粗略地估计合金 的玻璃形成临界冷却速率．分别取0∙22cm 和0∙26 cm 作为 x＝0和 x＝1∙0时 Mg60Cu30－ xY10Si x 合金 的非晶形成最大厚度‚则 Mg60Cu30－ xY10Si x 合金形 成的临界冷却速率由 x＝0的200K·s －1降低为 x＝ 1∙0的150K·s －1． 2∙2 晶化与熔化分析 通过分析 Mg60Cu30－ x Y10Si x （ x ＝1∙0‚1∙8‚ 2∙5）非晶合金的 DSC 曲线发现‚所有样品均可观察 到明显的玻璃转变吸热峰和晶化转变放热峰．其 中‚Mg60Cu30－ xY10Si x（ x＝1∙0‚1∙8）的第1级晶化 表现为单一的放热峰‚而 Mg60Cu27∙5Y10Si2∙5合金的 DSC 曲线上出现了两个晶化转变引起的放热峰．表 明即使合金成分发生微小变化也能引起非晶合金晶 化过程的明显差异．Mg60Cu30－ x Y10Si x （ x ＝0‚ 1∙0‚1∙8‚2∙5）合金的玻璃转变起始温度 Tg、晶化 转变起始温度 Tx1和 Tx2、过冷液相区ΔTx（ΔTx＝ Tx1－ Tg）如表1所示．可见加入 Si 后ΔTx 随 Si 含 量的增大而增大． 图4给出了 Mg60Cu30－ x Y10Si x （ x ＝0‚1∙0‚ 1∙8‚2∙5‚5∙0）合金的转变温度图‚其中 T m 为熔化 起始温度‚Ts 为熔化结束温度．Turnbull ［14］提出的 ·142· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷