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Cu基非晶合金，特别是Cu—Zr—Ti体系因其强度高、硬度高、塑性好而成为极具应用前景的非晶合金材料，并引起众多研究者的注目。本文在Cu—Zr—Ti体系中加入少量其他元素，以感应加热铜模冷却的方法制备得到块体非晶合金，并对所制备合金的热力学稳定性进行了分析，找到一系列具有较大尺寸、较好热力学稳定性、有应用前景的Cu基非晶合金。
本文通过二元共晶比例法设计Cu—Zr—Ti系列合金成分，用铜模喷铸法制备出一系列三元体系块体非晶合金：Cu44Zr18 Ti38、Cu43.5Zr9Ti47.5、Cu44.5Zr27Ti28.5、Cu45Zr36Ti19、Cu45 Zr45.5 Ti9.5。随着元素原子百分含量的变化，合金的非晶形成能力变化显著。X射线衍射图表明：Cu44Zr18Ti38、Cu43.5Zr9Ti47.5、Cu44.5Zr27Ti28.5、Cu45Zr36Ti19制得的直径为5mm的棒状合金为非晶态，而Cu45 Zr45.5 Ti9.5成分的非晶最大直径为3mm。对Cu—Zr—Ti系列合金进行的DSC分析结果表明，Cu45 Zr36 Ti19的主要热力学参数为Tg=377.8℃、Tx=418.3℃、ΔTx=40.5℃、γ=0.367，说明合金具有相对较好的非晶形成能力。而本试验中制备出的Cu45Zr45.5Ti9.5，直径为3mm说明此合金成分的非晶形成能力相对较弱。
在三元Cu45 Zr45.5Ti9.5合金中加入少量金属元素Al和Sn，用铜模喷铸的方法成功制备出了一系列四元非晶合金—Cu45Zr45.5-xTi9.5Alx、Cu45Zr45.5-xTi9.5Snx[x(at％)=2、4、6]。X射线衍射分析表明Sn和Al元素加入后XRD谱线上只有一个漫散射峰，说明制备出的直径为5mm的棒状合金为非晶态，提高了Cu—Zr—Ti三元合金体系的非晶形成能力。 DSC结果表明：Cu45Zr39.5Ti9.5Al6体系过冷液体温度区间为61.4℃，说明此合金具有较好的热稳定性，在加热过程中抵抗晶化的能力较强。γ值为0.391，表明此合金具有较强的非晶形成能力。随着Al原子百分含量的增多，合金的非晶形成能力逐渐增强；Cu45Zr39.5Ti9.5Sn4体系过冷液体温度区间为56.5℃，γ值为0.394，明显高于Cu45Zr45.5Ti9.5的相应值。但与Al对Cu—Zr—Ti合金非晶形成能力影响趋势不同的是，随着Sn原子百分含量的增多，合金的非晶形成能力先增强后变弱。
采用DSC分析对Cu45 Zr39.5 Ti9.5Al6、Cu45Zr41.5Ti9.5Sn4块体非晶合金在连续加热条件下的非等温晶化过程进行了研究，设定升温速率分别为10、15、20、25℃/min。随DSC升温速率的增大，非晶的特征温度不断向高温区偏移，其中晶化行为的动力学效应比其玻璃转变的动力学效应更为显著。由Kissinger和Ozawa方程获得的块体非晶合金晶化激活能(Ex)以及晶化峰值激活能(Epi)，与已见报道的Cu—Zr—Ti体系进行比较，说明Al和Sn的添加增大了第一晶化相所需克服的势垒，增加了形成晶化相的难度，在温度变化时有利于保持非晶态，在加热过程中抵抗晶化的能力较强。
采用X射线衍射分析对Cu45 Zr39.5 Ti9.5Al6、Cu45Zr41.5Ti9.5Sn4块体非晶合金在连续加热条件下的晶化过程进行了研究，并对在不同加热速率下发生晶化的试样进行XRD和SEM分析，经标定在以10、15、20、25℃/min的非等温晶化处理后Cu45Zr39.5Ti9.5Al6中析出的相主要是Cu8Zr3、Cu10Zr7，SEM形貌表明晶粒均匀的分布在基体上； Cu45Zr41.5Ti9.5Sn6中析出的相主要是Cu51Zr14、Cu5Zr，SEM形貌显示了大量的片状晶粒中夹杂着少量枝状晶，并且随加热速率的升高合金的结晶程度逐渐提高。