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本文采用普通铜模浇铸法制备了CuYSi-Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)表征该材料的非晶特性,利用差示扫描量热仪(DSC)分析其玻璃转变温度(Tg=430.8K)和晶化起始温度(Tx=478.1K)。采用维氏硬度计分别测量了Mg60Cu30Y10块体非晶合金和CuYSi颗粒增强复合材料的硬度。对CuYSi-Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料分别在室温(295.5K)进行超声处理2min～5min,在453.5K热致晶化处理30min～90min,以及在483.5K热致晶化处理2min～5min,并运用XRD对经过不同处理的非晶合金复合材料的相组成进行分析,运用扫描电子显微镜(SEM)对微观形貌进行观察与分析;运用DSC研究了CuYSi-Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料的变温晶化行为。
研究发现,与Mg60Cu30Y10块体非晶合金相比,CuYSi-Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料的热稳定性有所增加,△Tx由41.2K提高到47.3K。复合材料的维氏硬度显著提高,由174.5HV提高到277.0HV。CuYSi-Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料在超声作用下能快速发生晶化,且随超声处理时间的延长晶化趋于完全。XRD图谱显示,从超声晶化开始到完全晶化,CuYSi-Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料内只析出Mg2Cu晶体相。对该试样进行热致晶化时,其析出相亦只有Mg2Cu。当在453.5K温度下等温处理30min时,只有少量的Mg2Cu晶体相从非晶基体中析出,等温处理60min后基本完全晶化;当在483.5K温度下等温晶化2min时即发生明显晶化,非晶特征消失,等温处理5min后,非晶合金复合材料基本完全晶化。
热分析表明:生成CuYSi颗粒后,复合材料的变温晶化行为依然具有动力学效应,但生成的CuYSi颗粒减小了复合材料玻璃转变行为对升温速率的依赖程度。同时,颗粒的生成增加了发生玻璃转变以及开始晶化所需要克服的能量势垒,使Eg和Ex别由160.07KJ/mol、136.11KJ/mol提高到191.42KJ/mol、145.66KJ/mol,提高了材料的热稳定性:局域晶化激活能随着复合材料中晶化体积分数的增加而减小。