【摘 要】
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以直径为3mm,高为1mm的Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5圆棒状块体非晶合金为研究对象,研究了Al和Si两种不同元素在Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5块体非晶合金过冷液相区中原子的扩散行为,以
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以直径为3mm,高为1mm的Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5圆棒状块体非晶合金为研究对象,研究了Al和Si两种不同元素在Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5块体非晶合金过冷液相区中原子的扩散行为,以期弄清原子在过冷液相区中的扩散机制。
通过磁控溅射对切割好的圆棒状块体非晶合金的圆截面镀上Al和Si膜,镀膜过程中必须保证是在真空环境中及低温下(＜300℃)进行,因为那样才能保证非晶合金样品既不被氧化也不被晶化。对镀好膜的样品进行不同时间不同温度的扩散退火热处理,选择的工艺参数即温度和时间分别是(680k,0.5h),(660k,1h),(640k,2h),经过XRD检测扩散退火后的样品仍然是非晶态。对经过扩散退火热处理好的样品,采用二次离子质谱仪(SIMS)和台阶仪测试分析,发现Al和Si在过冷液相区的扩散系数和温度之间的关系均符合同一Arrhenius关系式和扩散浓度随着深度的增加先升高后降低,这表明它们在过冷液相区的扩散机制并没有发生变化,都是无空位参与的多原子协作式扩散机制。
另外本文通过计算知道Al和Si原子的扩散激活能Q为2.95eV和2.46eV。它们的前置扩散系数D0为2.6×10-12 m2s-1和1.9×10-11m2s-1。由此发现它们的扩散激活能相差并不多,这是因为Si原子虽然是非金属元素,但它与基体中的金属原子结合力很强,从而使扩散激活能变大。
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