大块非晶合金成分设计方法

摘要

大块非晶合金成分设计方法属于新材料领域,其特征为:(1)大块非晶的形成要满足等电子浓度和等原子尺寸判据,(2)据此能够准确而定量地设计非晶成分。作为实施实例,在Zr－Al－Ni－Cu体系中,最佳的非晶成分接近Zr_63.8Al_11.4Ni_17.2Cu_7.6。该方法首次提出量化的非晶合金成分判据,具有简单易用、精确可靠、理论基础清晰的特点,能够广泛应用于Zr、Ti、Pd、Al、稀土等各类非晶合金的成分优化和新非晶合金的设计。

主权项

1、大块非晶合金成分设计方法由等电子浓度和等原子尺寸两项构成，前者指理想非晶合金要满足Nagel-Tauc规则，即费米面与由强衍射所定义的伪布里渊区相切，数学式可表达为kp≈2kf，其中，kf是费米球半径，kp是布里渊区所对应的倒易矢量的长度；后者指理想非晶合金满足确定的均原子半径要求，其数值取决于非晶的近邻结构和组成元素，其特征在于：a)对于Zr基非晶而言，其电子浓度为1.4-1.5范围，其均原子尺寸为0.1496±0.001nm；b)确定理想非晶的具体实施步骤为：一，将多元体系分解为亚组元体系，二，确定亚组元体系中非晶成分点，三，计算这些非晶成分的平均原子尺寸Ra和电子浓度e/a，四，判断是否满足Nagel-Tauc规则，即kp≈2kf，五，同时满足这两个判据的成分将具有大的非晶形成能力的理想非晶；c)该方法同样适用于Zr基以外的大块非晶合金体系。