.244 北京科技大学学报 第29卷 表2五种块体金属玻璃系的R.和△d/△e的拟合方程(y=A十B1x十B2x2)参数 Table 2 Parameters of the fitted Re curves (y=A+Bx+B2x)with Ad/Ae of five bulk metallic glass systems 金属玻璃合金系 6 乐 相关系数，R Mg Ni-Nd 5.42603X105 -1.57401×10 1.14149×10 0.9740 Pd Cu Si 3.53664×105 -8.44577×105 5.04243×105 0.9998 Zr-Al-Ni-Cu 1863.15128 -4351.42057 2547.12554 0.9969 Zr-Ti-Ni-Cu Be 1862.05224 -3475.33926 1622.35303 0.9960 La-Al-Ni-Cu 6203.29572 -15272.86891 9432.75099 0.9383 表3实验用合金成分的临界冷却速度R:的预测值 3实验 Table 3 Predicted criterion cooling rate of experimental alloys 3.1成分设计方法 合金序号 金属玻璃成分 R(预测值)/(Ks) Zr基金属玻璃具有良好的力学性能、良好的玻 1 Zr54Al13NiisCu18 6.9 璃形成能力及相对低廉的制备成本，本实验选择 2 Zr60.5Ah2.1Ni16.45Cu10.95 8.6 Zr一Al Ni-Cu合金系，利用表2中y=A十B1x十 3 Zr62.5Al12.1Ni17.45Cu7.95 14.3 B2x2的数值模型描述的△d/△e和R。之间的对应 Zr63.5A10.7Ni5.1Cu10.7 8.7 关系：y=1863.15128-4351.42057x+ 3.2实验结果与讨论 2547.12554x2(其相关系数R,为0.9969)，在R。 3.2.1XRD分析 取极小值点附近选择了四种不同配比的合金成分 用吸铸法制备所设计的四种合金全部获得了非 表3为拟选用的四种合金成分及其用△d/△e模型 晶态，图2是四种锲型圆柱试样不同直径下的XRD 预测的临界冷却速度R。 图.图中每种合金选择了两种不同直径，较小直径 250r 200 a) 250b) ZrsAlNiCu 200 150 150 ZrAlNiCu 合-8mt ◆8mm 100 100 50 90 士 2030405060708090100 2030405060708090100 300 300 250 ◆-7.5mm 250 0=75mm 200 200 150 100 100 02030405060708090100 102030405060708090100 20(1 20) 200 300r (c (d) 150 ZrAl NigeCu 250 ZroAlmNig Cum? 00 中-5.5mm ◆=6mm 0 100 50 02030405060708090T00 10 203040506008090100 300 350 250 300 =5 mm 200 250 ◆=5mm 150 200 150 100 10 102030405060708090100 102030405060708090100 28) 28(9) 图2不同直径的合金XRD图 Fig.2 XRD patterns of samples with different diameters 的合金衍射图样呈完全非晶态，对应的较大直径的 Al13 Ni1s Cu18)Zmax (Zr60.5 Al12.1 Ni16.45 Cu10.95)> 合金衍射图样则带有晶态特征的衍射峰，比较图2 Zmx(Zr63.5Al10.7Ni15.1Cu10.7）>Zma(Zr62.5Al12.1 中的四种合金的玻璃临界尺寸Zmx,可见Zm(Zr54 Ni7.45Cu7.95).所以，Zr54Al3Ni15Cu18和Zr60.5Al12.1表2 五种块体金属玻璃系的 Rc 和Δd／Δe 的拟合方程（ y＝ A＋ B1x＋ B2x 2）参数 Table2 Parameters of the fitted Rc curves （ y＝ A＋ B1x＋ B2x 2） with Δd／Δe of five bulk metallic glass systems 金属玻璃合金系 A B1 B2 相关系数‚Rr Mg－Ni－Nd 5∙42603×106 －1∙57401×107 1∙14149×107 0∙9740 Pd－Cu－Si 3∙53664×106 －8∙44577×106 5∙04243×106 0∙9998 Zr－Al－Ni－Cu 1863∙15128 －4351∙42057 2547∙12554 0∙9969 Zr－Ti－Ni－Cu－Be 1862∙05224 －3475∙33926 1622∙35303 0∙9960 La－Al－Ni－Cu 6203∙29572 －15272∙86891 9432∙75099 0∙9383 3 实验 3∙1 成分设计方法 Zr 基金属玻璃具有良好的力学性能、良好的玻 璃形成能力及相对低廉的制备成本．本实验选择 Zr－Al－Ni－Cu 合金系‚利用表2中 y＝ A ＋ B1x＋ B2x 2 的数值模型描述的Δd／Δe 和 Rc 之间的对应 关 系：y ＝ 1863∙15128 － 4351∙42057x ＋ 2547∙12554x 2（其相关系数 Rr 为0∙9969）‚在 Rc 取极小值点附近选择了四种不同配比的合金成分． 表3为拟选用的四种合金成分及其用Δd／Δe 模型 预测的临界冷却速度 Rc． 表3 实验用合金成分的临界冷却速度 Rc 的预测值 Table3 Predicted criterion cooling rate of experimental alloys 合金序号 金属玻璃成分 Rc（预测值）／（K·s －1） 1 Zr54Al13Ni15Cu18 6∙9 2 Zr60∙5Al12∙1Ni16∙45Cu10∙95 8∙6 3 Zr62∙5Al12∙1Ni17∙45Cu7∙95 14∙3 4 Zr63∙5Al10∙7Ni15∙1Cu10∙7 8∙7 3∙2 实验结果与讨论 3∙2∙1 XRD 分析 用吸铸法制备所设计的四种合金全部获得了非 晶态．图2是四种锲型圆柱试样不同直径下的 XRD 图．图中每种合金选择了两种不同直径‚较小直径 图2 不同直径的合金 XRD 图 Fig．2 XRD patterns of samples with different diameters 的合金衍射图样呈完全非晶态‚对应的较大直径的 合金衍射图样则带有晶态特征的衍射峰．比较图2 中的四种合金的玻璃临界尺寸 Zmax‚可见 Zmax（Zr54 Al13Ni15Cu18）≈ Zmax （Zr60∙5Al12∙1Ni16∙45Cu10∙95）＞ Zmax （Zr63∙5Al10∙7Ni15∙1Cu10∙7） ＞ Zmax （Zr62∙5Al12∙1 Ni17∙45Cu7∙95）．所以‚Zr54Al13Ni15Cu18和 Zr60∙5Al12∙1 ·244· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷