非晶态Al-Ce-Fe和Al-Ce-Ni高温氧化与耐蚀性能研究

摘要.................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................. I I 1绪论.. (1)

1.1铝基非晶合金的研究状况 (1)

1.1.1铝基合金的发展 (1)

1.1.2铝基非晶态合金的力学性能特点 (1)

1.2 Al基非晶态合金的制备方法 (2)

1.2.1急冷法 (2)

1.2.2机械合金化法 (3)

1.3非晶态合金的高温氧化行为 (3)

1.3.1非晶态合金高温氧化行为的研究概况 (3)

1.3.2非晶合金氧化机制 (4)

1.3.3高温氧化性的意义 (5)

1.4非晶合金晶化机制 (5)

1.4.1非晶态合金晶化研究 (5)

1.4.2非晶结晶动力学 (6)

1.5腐蚀研究 (8)

1.5.1腐蚀的类型 (8)

1.5.2腐蚀的电化学 (9)

1.6 选题意义与研究内容 (10)

1.6.1选题意义 (10)

1.6.2研究内容 (11)

2实验内容及分析方法 (12)

2.1实验样品制备 (12)

2.2非晶表征 (12)

2.2.1 XRD (12)

2.2.3扫描电子显微镜（SEM） (13)

2.2.4显微硬度测试 (13)

2.2.5 DSC分析 (14)

2.3非晶带材的高温氧化 (17)

3 Al88Ce8Fe4和Al88Ce8Ni4在550℃的氧化和耐蚀性研究 (18)

3.1 Al88Ce8Fe4高温氧化后性能表征 (18)

3.1.1 XRD分析 (18)

3.1.2 Al88Ce8Fe4合金550℃高温氧化扫描分析 (19)

3.1.3显微硬度 (21)

3.2极化曲线 (22)

3.2.1 Al88Ce8Fe4在0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (22)

3.2.2 Al88Ce8Fe4在0.005 M H2SO4+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (23)

3.2.3 Al88Ce8Fe4在0.01 M NaOH+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (25)

3.3 Al88Ce8Ni4高温氧化后性能表征 (26)

3.3.1 XRD分析 (26)

3.3.2 扫描结果分析 (27)

3.3.3显微硬度分析 (27)

3.4极化曲线 (28)

3.4.1 Al88Ce8Ni4在0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (28)

3.4.2 Al88Ce8Ni4在0.005 M H2SO4+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (29)

3.4.3 Al88Ce8Ni4在0.01 M NaOH+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (30)

4 Al88Ce8Fe4和Al88Ce8Ni4在630℃的氧化和耐蚀性研究 (32)

4.1 Al88Ce8Fe4高温氧化后性能表征 (32)

4.1.1 XRD分析 (32)

4.1.2 扫描分析 ........................................................................................................ I

4.1.3显微硬度 (34)

4.2 Al88Ce8Fe4在630℃高温氧化后电化学分析 (34)

4.2.1 Al88Ce8Fe4在0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (34)

4.2.2 Al88Ce8Fe4在0.005 M H2SO4+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (36)

4.2.3 Al88Ce8Fe4在0.01 M NaOH+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (37)

4.3 Al88Ce8Ni4高温氧化后性能表征 (38)

4.3.1 XRD分析 (38)

4.3.2 扫描分析 (39)

4.3.3 显微硬度 (40)

4.4 Al88Ce8Ni4在630℃高温氧化后电化学分析 (41)

4.4.1 Al88Ce8Ni4在0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (41)

4.4.2 Al88Ce8Ni4在0.005 M H2SO4+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (42)

4.4.3 Al88Ce8Ni4在0.01 M NaOH+0.6 M NaCl腐蚀溶液中电化学分析 (43)

结论 (45)

参考文献 (46)

致谢 (50)

1绪论

1.1铝基非晶合金的研究状况

1.1.1铝基合金的发展

非晶态材料通常也叫玻璃态材料，是一类特殊的刚性固体，它的热稳定性高、耐蚀性能好、强度和磁导率也比晶体材料高，所以在航空航海、电力和军工等方面都有着广泛的应用[1,2]。铝基非晶态合金的发展一般分为三个阶段：早期的研究重点是如何得到高塑性、高强度的铝基非晶态合金；其次，主要集中在对于铝基非晶合金的玻璃形成能力和热稳定性方面的探索；目前研究比较多的是纳米颗粒增强的玻璃铝基合金[3]。

20世纪80年代初期，首次在Al-(Fe，Co)-B系三元合金中生成了单相玻璃，但是由于该合金比较脆，没有引起人们的兴趣，后来，在1987年，日本的A.Inoue率先采用单辊旋淬法制备出非晶Al-Ni-Si和Al-Ni-Ge，能弯曲180°不断裂且含80%以上铝原子的非晶态合金其拉伸强度可以达到1000MPa以上[4]。后来人们又成功地研制出一系列的Al-LM-RM(其中LM为IV、V、VI族过渡金属；RM为VII、VIII族过渡金属)三元合金[5,6]。近年来，人们已经研究的铝基非晶合金不仅仅局限于40多个合金系，从简单的二元合金[7~12]到复杂的六元合金，基本上都可以归属为Al-EM-LM和Al-Re-TM系[13,14]。其中Al-Re-TM合金系因为具有非常好的非晶形成能力和较宽的非晶形成范围，从而成为了人们研究的热点。

1.1.2铝基非晶态合金的力学性能特点

铝基非晶合金在拉伸断裂强度方面比传统的铝合金要高很多，铝基非晶态合金所在的滑移带上容易发生塑性变形，在剪切应力的作用下屈服之后也会发生塑性变形，所以从宏观上看并没有加工硬化，接近于完全弹性体。非晶铝基合金的延伸率非常小，是因为在拉伸应力的作用下，屈服强度等于破裂强度，致使延伸率极小，一般为1%到2%，最低为0.7%，最高为4.9%[15]。

硬度一般可以分为划痕硬度、压入硬度、回跳硬度。其中压入硬度有很多种，分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度。显微硬度一般用来测定小尺寸的颗粒，它的载荷比较小。非晶态铝基合金的显微硬度比铝基晶态合金的显微硬度要高很多，通常

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