Vol.18 于维平等：电沉积非晶结构稳定性对C,P含量的依赖性 ·67· 平衡状态图直接相关.由图3，图4电沉积方法获得非晶合金镀层表面上看其稳定性与电流 密度有关，实际上与组成有关不同组成的非晶镀层为什么稳定性不一样呢？陈鹤寿~到证 明在金属一类金属体系中，最稳定的非晶合金应该具备二种情况：(1)过渡金属组元和类 金属具有强烈的相互作用（以混合热来量度）；(2)过渡金属组元和类金属具有形成不同结构 的金属间化合物.从我们所做Cr-C,Ni-P非晶镀层实验结果来看，合金成份越靠近共晶 成分，非晶稳定性越高.这意味着在共晶点处，C一C,Ni-P的相互作用最大.这可以从 热力学出发考察，在共晶点时，液相线温度T与玻璃化温度、即形成非晶温度T,之差△T最 小.△T的物理意义是在用急冷法制取非晶态时表示通过T到T温度区间冷却时不诱发晶 化的可能性增大，表明形成非晶能力增大，因此金属与类金属相互作用增强. 另一方面，类金属元素C,P与金属元素Cr,Ni化学性质差别很大，且具有不同半径， 这就使得非晶合金结晶时必须进行显著的原子扩散重排，也就是说稳定了非晶态相.当然 C,C和N,P之间形成非晶的能力越大，相互作用越强，结晶时原子扩散重排阻力越大， 非晶相越稳定.而且与稳定性相关的第二条，即过渡金属组元和类金属具有形成不同结构 的金属间化合物对于Cr-C,Ni-P体系都是满足的. 3.2非晶晶化与能量的关系 如果将非晶态合金以一定的加热速度加热，则该合金在某一温度T,开始晶化，称T为 晶化温度.大多数非晶合金的晶化温度T,与熔点Tm之间的关系为： Tx=0.4~0.6Tm 因此，可以认为非晶合金在室温下是无限稳定的.可是在实验中发现当类金属元素C, P含量远离共晶点时，TEM电子衍射也会使原具有非晶结构的镀层开始晶化，并且晶化程 度随C,P含量降低而增大，见图1.可见引起晶化的动力不仅仅与温度有关，从原子扩散 重排需要能量出发，温度升高可以提供能量，电子束在高加速电压作用下也可以把具有很 大动能的电子束射向试样瞬间被试样原子吸收，这种现象称做人射电子发生了非弹性散性 因此，非晶态的晶化在一定条件下可在晶化温度以下发生 4结论 (I)Cr-C,Ni-P非晶合金镀层的稳定性取决于金属原子Cr,Ni与类金属原子C, P之间的相互作用，合金组分距离共晶点越近，金属一类金属元素之间相互作用越强，非晶 结构越稳定 (2)TEM试验发现在高加速电压作用下的电子束作用于非晶试样，会引起非晶晶化，该 晶化程度大小取决于Cr一C,Ni-P非晶中类金属元素C,P含量高低.在形成非晶范围内 类金属元素含量越低，晶化程度越大，该现象表明，电沉积非晶镀层在一定条件下可以在晶 化温度以下晶化.于 维平等 电沉积非晶结构稳定性 对 ， 含量 的依赖性 平衡状态 图直 接 相 关 由 图 ， 图 电沉 积方 法 获得 非 晶合金镀层表 面上 看其稳定 性 与 电流 密度 有 关 ， 实 际上 与 组 成 有 关 不 同组 成 的非 晶镀 层 为什 么稳 定性 不 一样 呢 陈鹤 寿 一 证 明在 金 属 一 类金 属 体 系 中 ， 最 稳 定 的非 晶合 金 应 该具 备二 种 情 况 过 渡 金 属 组 元 和 类 金属 具有 强 烈的相 互作 用 以混合热来 量 度 过 渡 金 属组元 和类金 属具有形 成 不 同结构 的金 属 间化合物 从 我们所 做 一 ， 一 非 晶镀层 实验 结果 来看 ， 合金 成份越靠 近 共 晶 成分 ， 非 晶稳 定 性 越 高 这 意 味着 在 共 晶 点处 ， 一 ， 一 的相 互 作 用 最 大 这 可 以 从 热 力 学 出发 考察 ， 在共 晶点 时 ， 液相 线温 度 与玻璃 化 温度 、 即形 成非 晶温度 之差 △ 最 小 △ 的物 理 意义 是 在 用 急冷 法 制取 非 晶 态 时表 示 通 过 ，到 温度 区 间冷却 时不 诱发 晶 化 的 可 能性增 大 ， 表 明形成 非 晶能力增 大 ， 因此 金 属 与类金 属相 互 作用增 强 另 一 方 面 ， 类 金 属元 素 ， 与金 属 元 素 ， 化 学 性 质 差 别 很 大 ， 且具有 不 同半 径 ， 这 就 使 得 非 晶 合 金 结 晶 时 必 须 进 行 显 著 的原 子 扩 散 重 排 ， 也 就是 说稳 定 了 非 晶态相 当然 ， 和 ， 之 间形 成 非 晶 的能力越 大 ， 相 互作 用越 强 ， 结 晶 时原 子 扩散重排 阻力越 大 ， 非 晶 相 越 稳 定 而 且 与 稳 定 性 相 关 的第 二 条 ， 即过 渡 金 属 组 元 和 类 金 属具 有 形 成 不 同结 构 的金 属 间化合物 对于 一 ， 一 体系都是 满足 的 非晶 晶化 与能 的关 系 如果 将非 晶态合金 以 一定 的加 热速度加 热 ， 则 该合金 在某 一温度 开始 晶化 ， 称 为 晶化温 度 大 多 数非 晶合 金 的晶化 温度 与熔 点 之 间的 关 系 为 一 因此 ， 可 以 认 为 非 晶 合 金 在 室 温 下 是 无 限稳 定 的 可 是 在 实验 中发现 当类 金 属元 素 ， 含量 远 离共 晶 点 时 ， 电子衍 射 也 会使 原 具 有 非 晶结 构 的镀层 开始 晶化 ， 并且 晶化程 度 随 ， 含 量 降低 而 增 大 ， 见 图 可 见 引起 晶化 的动力不 仅仅与温度有 关 ， 从原 子 扩散 重 排需 要 能量 出发 ， 温 度 升 高 可 以 提 供 能量 ， 电子 束在 高加 速 电压 作 用 下 也 可 以把具有 很 大 动能 的 电子 束射 向试样 瞬 间被 试样 原 子 吸 收 ， 这 种 现象称做人 射 电子 发 生 了非 弹性 散性 ’ 因此 ， 非 晶态 的晶化 在 一 定条件 下 可 在 晶化温 度 以 下 发生 结论 一 ， 一 非 晶 合 金 镀 层 的 稳 定 性 取 决 于 金 属 原 子 ， 与 类 金 属 原 子 ， 之 间 的相 互 作 用 ， 合金 组 分距 离共 晶点越 近 ， 金 属 一 类金 属元 素之 间相 互 作 用越 强 ， 非 晶 结构越稳定 试验发现在 高加 速 电压 作 用 下 的 电子束作用 于 非 晶试样 ， 会引起 非 晶 晶化 ， 该 晶化程度 大 小 取 决 于 一 ， 一 非 晶 中类金 属 元 素 ， 含量 高低 在形 成非 晶范 围 内 类金 属元 素含量 越低 ， 晶化 程 度 越 大 ， 该现 象表 明 ， 电沉 积 非 晶镀 层 在 一定 条件 下 可 以 在 晶 化温度 以 下 晶化