【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属功能材料制备
,特别是涉及一种微结构可控的固态非晶合金薄带制备方法。
技术介绍
处于液态的金属合金并不像水等有机液体那样分成阴、阳离子,而是形成一些尺寸非常小的原子团簇。原子团簇的尺寸、几何形状和特点随合金成份、合金熔体温度的不同而呈现出明显差异。合金熔体升温过程是原子团簇尺度减小的过程,反之,合金熔体降温是原子团簇尺寸增加的过程。温度升高时,首先是稳定性差的原子团簇先分解成尺寸更小的、但稳定性更好的小尺寸原子团簇。原子数目的不同,可能导致原子团簇几何形状发生变化,不同形状的原子团簇对应合金熔体不同的流动性。从本质上说,小尺寸的原子团簇或扁平状的原子团簇有利于增加金属熔体的流动性。降温过程中,原子团簇的尺寸不同,增加原子的能力不同,其形状变化的情况也不相同,并且这种变化对于温度变化并不是完全可逆的;一般来说,原子团簇的能量高,其稳定性差,因此这样的原子团簇更容易失去或增加原子。核磁共振研究结果已证明:合金熔体原子团簇结构的变化既包括原子数量的变化,也包含原子排列方式变化导致的原子配位数变化。在一定程度上,金属团簇可以看成是带正电的离子芯和准自由价电子组成的三维空间有限体系,具有波动性的电子从整体上控制着金属原子团簇的性质。因此,原子团簇可以看成是“超级原子”,即原子团簇的外层电子能级分布与某种原子的外层电子能级分布一样。现有实验结果证实,由13个金属铝原子组成的原子 ...
【技术保护点】
一种微结构可控的固态非晶合金薄带制备方法,其特征在于,包括如下具体步骤:步骤1,制备不同合金熔体温度的固态非晶合金薄带样品:采用高速平面流连铸法将合金熔体快速凝固成薄带,通过改变合金熔体温度,制备出一系列相隔一定合金熔体温度的固态非晶合金薄带样品;步骤2,采用透射电镜对不同合金熔体温度下对应的固态非晶合金薄带中原子团簇的三维结构表征:将步骤1所述的固态非晶合金薄带样品安装在具有倾转和旋转功能的透射电镜样品台上,在0°旋转角情况下,将所述样品先绕样品台的倾转轴进行多次倾转,拍摄不同倾转角度下样品的二维图像,然后将样品恢复到水平位置,绕位于环形样品支架中心并垂直于倾转轴的旋转轴旋转一角度,再将旋转后的样品绕倾转轴重复上述倾转过程进行多次倾转,并拍摄不同倾转角度下样品的二维图像,之后重复进行上述样品的倾转和旋转过程,得到样品绕多个不同取向倾转的相互取向已知的系列二维透射电镜图像;再基于共轭变换原理将所述系列二维透射电镜图像通过三维重构软件进行三维重构处理,合成出三维图像,得到所述固态非晶合金薄带中原子团簇的三维图像;所述样品每次绕旋转轴旋转的角度为1°‑90°;步骤3,原子团簇结构特征与固态 ...
【技术特征摘要】
1.一种微结构可控的固态非晶合金薄带制备方法,其特征在于,包括如
下具体步骤:
步骤1,制备不同合金熔体温度的固态非晶合金薄带样品:采用高速平面
流连铸法将合金熔体快速凝固成薄带,通过改变合金熔体温度,制备出一系
列相隔一定合金熔体温度的固态非晶合金薄带样品;
步骤2,采用透射电镜对不同合金熔体温度下对应的固态非晶合金薄带中
原子团簇的三维结构表征:将步骤1所述的固态非晶合金薄带样品安装在具有
倾转和旋转功能的透射电镜样品台上,在0°旋转角情况下,将所述样品先绕样
品台的倾转轴进行多次倾转,拍摄不同倾转角度下样品的二维图像,然后将
样品恢复到水平位置,绕位于环形样品支架中心并垂直于倾转轴的旋转轴旋
转一角度,再将旋转后的样品绕倾转轴重复上述倾转过程进行多次倾转,并
拍摄不同倾转角度下样品的二维图像,之后重复进行上述样品的倾转和旋转
过程,得到样品绕多个不同取向倾转的相互取向已知的系列二维透射电镜图
像;再基于共轭变换原理将所述系列二维透射电镜图像通过三维重构软件进
行三维重构处理,合成出三维图像,得到所述固态非晶合金薄带中原子团簇
的三维图像;所述样品每次绕旋转轴旋转的角度为1°-90°;
步骤3,原子团簇结构特征与固态非晶合金薄带制备温度相关联:采用原
子团簇结构几何形状作为微结构特征的鉴别标准,获得不同合金熔体温度与
相应固态非晶合金薄带微结构的关联;
步骤4,选择合金熔体原子团簇结构并快速凝固到固态非晶合金薄带:采
用高速平面流连铸法将与所选择的原子团簇结构对应温度的合金熔体快速凝
固成固态非晶合金薄带,使所选择的原子团簇结构保留在所制备的固态非晶
合金薄带中,以实现微结构可控的固态非晶合金薄带的制备。
2.根据权利要求1所述的一种微结构可控的固态非晶合金薄带制备方法,
其特征在于,步骤2所述样品每次绕旋转轴旋转的角度为10°-36°。
3.根据权利要求1所述的一种微结构可控的固态非晶合金薄带制备方法,
\t其特征在于,步骤2所述样品绕旋转轴旋转的总度数为360°。
4.根据权利要求1所述的一种微结构可控的固态非晶合金薄带制备方法,
其特征在于,步骤2所述样品绕倾转轴进行多次倾转,其中每次倾转的角度为
0.5°-3°;样品绕每个倾转轴倾转的总度数为90°-120°。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种微结构可控的固态非晶合金薄带制
备方法,其特征在于,步骤2所述基于共轭变换原理将所述系列二维透射电镜
图像通过三维重构软件进行三维重构处理合成出三维图像具体是指:以位于<...
【专利技术属性】
技术研发人员:王岩国,
申请(专利权)人:江苏非晶电气有限公司,南京腾元软磁有限公司,中兆培基南京新材料技术研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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