Przejdź do treści

Advancing Bulk Metallic Glass Formation: Utilizing Rare-Earth Elements in Zr-Based Alloys

Szkła metaliczne na bazie Zr (BMG) charakteryzują się doskonałą zdolnością do formowania szkła w połączeniu z doskonałymi właściwościami mechanicznymi. Jednakże zanieczyszczenia tlenowe pogarszają oba te aspekty, ponieważ tlenki służą jako heterogeniczne miejsca zarodkowania podczas krzepnięcia. Wiadomo, że pierwiastki ziem rzadkich (REE) są dobrymi pochłaniaczami tlenu, wiążącymi tlen w mniej szkodliwe formy. Najbardziej stabilnym tlenkiem pierwiastka ziem rzadkich (REO) jest M2O3, który występuje w trzech postaciach polimorficznych, w zależności od promienia kationu metalu: sześciennej, sześciokątnej i jednoskośnej. W pracy pokazujemy wpływ dodatków Sc, Y, Lu, Nd i Gd w zależności od zawartości tlenu na zdolność do tworzenia szkła w stopie Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5. Przeprowadzono obserwacje mikroskopowe (SEM) wsparte analizą chemiczną (EDS, WDS), identyfikacją struktury (XRD) i analizą termiczną (DTA). Średnica krytyczna tworzenia szkła (Dc) w stopie o wysokiej zawartości tlenu domieszkowanym sześciennymi pierwiastkami tworzącymi tlenki (Sc, Y i Lu) może być nawet większa (Dc = 9 mm) w porównaniu ze stopem niedomieszkowanym syntetyzowanym z niskiej zawartości tlenu składniki. Dlatego wykazaliśmy, że możliwa jest produkcja BMG przy użyciu składników o niskiej czystości ze środkami pochłaniającymi tlen na bazie REE. Wypełnia to lukę pomiędzy rozwojem laboratoriów a opłacalnymi zastosowaniami komercyjnymi. 

Autorzy z PW:

Piotr Błyskun

Czasopismo:

Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science

Rok wydania: