PDF《过冷液相区中的扩散 ！》

高压下 !" 在0123-(')大块金属玻璃 过冷液相区中的扩散! 王秀英!) ") 孙力玲") 刘日平!) 姚玉书") 张君") 王文魁!) ") !) (燕山大学河北省亚稳材料制备技术与科学重点实验室, 秦皇岛 #$$##%) ") (中国科学院物理研究所, 北京 !###&#) ("##' 年!# 月!% 日收到;

"##% 年'月"' 日收到修改稿) 通过离子注入结合二次离子质谱分析方法, 研究了高压下 () 在0&,".

(1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻璃过冷液 相区中的扩散行为,在$#'

5 时, () 在0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻璃中的扩散系数随压力的增大而增大, 其 扩散激活体积 !!!

6 7 !, "'$!, ! 是合金的平均原子体积, 结果表明, 在热平衡状态下 () 在0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻璃中的扩散是通过间隙机理进行的, 关键词:扩散,高压,大块金属玻璃,二次离子质谱 45! ! 国家自然科学基金 (批准号: !#"88#%# 和 资助的课题, !9 引言非晶合金又称金属玻璃, 近!# 年来, :;

)14 和);

分别利用水淬、 铜模浇铸等方法制备出了 ?@A, /0A及*+A基大块非晶合金 [!―%] , 大块非晶合金的 制备研究广泛开展起来, 尤其是 *+A/0A(1A20A34 合金 体系 [.] , 因其具有非晶形成能力强、 过冷液相区宽、 热稳定性高、 性能优良 (如高强度、 抗腐蚀、 延展性 好) 等特点, 有很广的应用前景, 倍受人们关注,然而 以往的研究多集中在结构弛豫、 相分离和晶化动力 学方面 [.―&] , 在这些物理过程中, 原子的输运起着很 重要的作用,到目前为止, 常压下多种原子在 *+%$,-. /0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻璃中的扩散行为已被 广泛研究 [8―!!] , 在所研究的温度范围, 某些原子的扩 散行为并不符合单一的 B++=4;

01> 关系式 [!#] , 说明了 它们的扩散机理发生了变化, 因为扩散机理决定了 扩散的激活体积, 而高压实验可以给出扩散的激活 体积, 因此, 为了深入了解这些原子在 0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻璃中的扩散机理, 有必要 进行高压实验, 但到目前为止, 有关高压下 *+%$,-. /0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻璃中原子扩散的研究 却非常少, 本文研究了高压下杂质 () 原子在 0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻璃过冷液相区中的扩散行 为,由于 () 与20 的化学性质相似, 原子半径相当, 可以利用杂质 () 原子在 0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大 块金属玻璃中的扩散分析

20 原子的自扩散行为, 另外, 有关高压下 0&,". (1-,. 20!# 34"-,. 大块金属玻 璃的粘滞特性尚未见报道, 本文还对高压下该合金 体系过冷液相区的粘滞性做了探讨, ",实验方法 将纯度分别为 88, 888C, 88, 8C, 88, .C, 88C 和88, .C 的*+, /0, (1, 20,

34 按0&9". (1-9. 20!# 34"-,. 所需的原子配比配好料后, 在氩弧炉中熔炼, 使混合均匀, 冷却得到铸锭,将铸锭粉碎后装入石英 玻璃管中, 充入高纯氩气后封装, 当加热炉达到 !!-'

5 时, 将封装好的石英管移入炉中, 保温 '#D0;

后, 通过水淬的方法得到直径大于 $DD 的棒料, 经 机加工除去与石英管壁接触产生的杂质成分, 得到 所需直径及长度的金属玻璃棒, E 射线衍射 (FGH) (见图 !) 、 透射电子显微镜 (/IJ) 以及示差扫描量热 第.' 卷第!! 期"##% 年!! 月!###A'"8#K"##%K.' (!!) K'&%.A#% 物理学报B(/B ?LMN:(B N:2:(B O)P,.', 2),!!, 2)Q4DR4+, "##% " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "##% (=0;