20世纪80年代,美国弗吉尼亚大学Poon研究组和日本东北大学Inoue研究组分别发现Al基合金可通过快速凝固技术形成非晶态
近年来,沈阳材料科学国家(联合)实验室王建强研究 组与美国约翰霍普金斯大学马恩教授合作,在科技部“973”计划 和国家自然科学基金的资助下,在Al基金属玻璃的结构和玻璃形成 能力等方面进行了多年的研究探索,最近取得了突破性进展。他们在 Al-TM(过渡金属)-RE(稀土)为基础的三元合金系中计算 出两种分别以TM和RE作为溶质中心的原子团簇结构,通过团簇致 密堆垛结构的耦合进行了合金的成分设计,在Al-Ni-Co-Y -La五元合金体系中获得了1 mm直径的铝基金属玻璃棒材(铝 含量达86 at.%)。这是国际上首次报道通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相 的铝基块体材料。通过压缩实验获得了块体材料的断裂强度数据(比 强度可达3.3 ×105 Nmkg-1),并观察到了单一剪切带控制的形变与断裂机制。这些工作对于铝 基非晶态金属材料的应用具有重要的推进作用。相关工作发表在《材 料研究快报》上(见Scripta Materialia 61 (2009) 423-426)。
图1 几种铝基玻璃薄带、楔形及棒材(直径1mm)的X射线衍射图
图2 Al86Ni7Y4.5Co1La1.5块体金属玻璃的压缩工程应力-应变曲线.
插图为形变后样品的形貌
沈阳材料科学国家(联合)实验室供稿