全金属元素铁基大块非晶合金的形成、微结构与性能研究

针对当前铁基大块非晶合金都含有B、Si、C或P等类金属元素，几乎都显示出强烈的脆性断裂倾向，这种脆性断裂不同程度地依赖于类金属元素的种类、含量及其分布。本项目拟综合分析非晶合金形成理论的最新研究成果与经验规律，从深共晶点、原子尺寸差、负混合热，特别是大原子簇团结构等因素开展不含类金属元素的铁基非晶合金的成分设计、玻璃形成能力、制备工艺、纳米微区结构、电子结构、磁学及力学性能研究。重点研究其成分设计、纳米微结构、电子结构和变形断裂行为，并与含类金属元素的铁基大块非晶合金的相关性能进行深度比较分析，这为获得具有较强塑性变形能力或优异软磁性能的新型铁基大块非晶合金开辟了新的研究思路。研究成果对揭示不含类金属元素的铁基块体非晶合金的成分设计规律、电子结构与变形断裂机理及塑性增韧机理的内在联系具有重要的理论科学意义。同时这种大块非晶合金也具有十分重要的潜在工程应用价值。

针对当前铁基大块非晶合金都含有B、Si、C或P等类金属元素，几乎都显示出强烈的脆性断裂倾向，这种脆性断裂不同程度地依赖于类金属元素的种类、含量及其分布。本项目综合分析不了非晶合金形成理论的最新研究成果与经验规律，从深共晶点、原子尺寸差、负混合热，特别是大原子簇团结构等因素开展不含类金属元素的铁基非晶合金的成分设计和玻璃形成能力研究。在(CoNi）(TiZr)(NbTa)和(FeNiCo)(CrMo)Zr体系中获得了具有较高玻璃形成能力的非晶合金带材；在Ni(TiZr)NbSn,Ni(TiHf)Nb体系中获得了直径2mm的新型块体非晶合金；在上述基础上，在(FeCoNi)ZrNd和（FeCoNi）ZrMo体系中发现了具有较高玻璃形成能力的合金成分，可以获得直径1mm几乎完全的非晶合金。重点考察了部分非晶合金的结构、玻璃形成能力和磁学性能。这为获得更大尺寸的全金属Fe-基非晶合金提供了具有重要的参考价值，也为潜在的强塑性变形能力或优异软磁性能的新型铁基大块非晶合金研究开辟了新的思路，可见项目的开展具有重要的科学意义。