Nanocrystalization of NiNb(ZrTi)Al metallic glasses

• Autorzy: Czeppe T.

Warianty tytułu

PL

Stabilność cieplna a nanokrystalizacja szkieł metalicznych NiNb(ZrTi)Al

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The melt spun ribbons of composition Ni58Nbx(ZrTi)1-xAly (x = 5, 10, 20 i 25, y = 3, 7% at.) were investigated. It was found that the crystallization of the amorphous phase proceeded due to two deferent mechanisms in case of the alloys containing less and more than 15 at. % Nb. In both cases different compositions of crystallizing phases and kinetics parameters were found. In case of alloys containing less than 15 at. % Nb, cubic NiTi(Zr) phase crystallized rapidly and completely replaced amorphous phase. In alloys with higher Nb content, a smaller volume, up to 50% of the amorphous phase crystallized in a much slower process, also the resulting phase composition was much complicated. The transformation rates and activation energies determined with use of the Matusita method, invented for the oxide glasses kinetics determination and assuming activation energy evolution during the process are discussed. The Matusita method revealed limited usefulness as it could be applied only to the slower crystallization process.

PL

Badano taśmy amorficzne o składzie Ni58Nbx(ZrTi)1-xAly (x = 5, 10, 20 i 25, y = 3, 7% at.), otrzymane metodą szybkiej krystalizacji na wirującym dysku. Stwierdzono, że faza amorficzna krystalizuje inaczej w przypadku stopów o zawartości Nb mniejszej i większej od 15% at. Stwierdzono inny skład fazowy po krystalizacji i inne parametry kinetyczne. W przypadku szkieł o zawartości Nb mniejszej niż 15% at. gwałtownie krystalizuje faza regularna NiTi(Zr) i całkowicie zastępuje fazę amorficzną. W stopach o wyższej zawartości Nb krystalizacja obejmuje do 50% fazy amorficznej, proces jest znacznie wolniejszy, a skład fazowy po krystalizacji bardziej złożony. Określono i przedyskutowano szybkość przemiany, a także energię aktywacji krystalizacji, w tym ostatnim przypadku stosując równanie Matusity, wynalezione do opisu kinetyki krystalizacji szkieł tlenkowych i zakładające ewolucję energii aktywacji w trakcie procesu. Użyteczność tej metody okazała się ograniczona do wolniejszego procesu krystalizacji.

Słowa kluczowe

EN

metallic glasses; melt spinning; Matusita method

PL

szkła metaliczne; szybka krystalizacja na wirującym dysku; równanie Matusity

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 673--676
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czeppe T.

• Institute of Metallurgy and Materials Sciences, Polish Academy of Sciences, Kraków,

Bibliografia

• [1] Inoue A., Shen B. and Nishiyama N.: Development and application of late transition metal bulk metallic glasses. Bulk Metallic Glasses, eds. Miller M., Liaw P., Springer, New York (2008) 1-25.
• [2] Zhang W., Inoue A.: Effects of Ti on the thermal stability and glass forming ability of Ni-Nb Glassy alloys. Mat. Trans. 43 (2002) 2342-2345.
• [3] Kimura H., Inoue A., Yamaura S., Sasamori K., Nishida M., Shinpo Y. and Okouchi H.: Thermal stability and mechanical properties of glassy and amorphous Ni-Nb-Zr alloys produced by rapid solidification. Mat. Trans. 44 (2003) 1167-1171.
• [4] Inoue A., Zhang W. and Zhang T.: Thermal stability and mechanical strength of bulk glassy Ni-Nb-Ti-Zr alloys. Mat. Trans. 43 (2002) 1952- 1956.
• [5] Qiang J. B., Zhang W., Inoue A.: Formation and thermal stability of Ni-based bulk metallic glasses in Ni-Zr-Nb-Al system. Mater. Trans. 48 (2007) 2385-2389.
• [6] Zhang T., Inoue A.: New bulk glassy Ni-based alloys with high strength of 3000 MPa. Mater. Trans. 43 (2002) 708-711.
• [7] Qiang J. B., Zhang W., Inoue A.: Ni-(Zr/Hf)-(Nb/Ta)-Al bulk metallic glasses with high thermal stabilities. Intermetallics 17 (2009) 249-252.
• [8] Czeppe T, Ochin P., Sypień A. and Major Ł.: Crystallization and mechanical properties of the NiNb(ZrTi)Al amorphous alloys with 10 and 25 at. % of Nb and 3 to 7 at. % Al content. J. of Phys. Conf. Ser. 144 (2009) 1-4.
• [9] Kissinger H. E.: Reaction kinetics in differential thermal analysis. Anal. Chem. 29 (1957)1702-1706.
• [10] Ozawa T.: Kinetic analysis of derivative curves in thermal analysis. J. Thermal Anal. 2 (1970) 301-324.
• [11] Matusita K. and Sakka S.: Kinetic study on crystallization of glass by differential thermal analysis-criterion on application of Kissinger plot. J. Non-Cryst Solids 38-39 (1980) 741-746.
• [12] Matusita K., Komatsu T., Yokota R.: Kinetics of non-isothermal crystallization process and activation energy for crystal growth in amorphous materials. J. Mater. Sci. 19 (1984) 291-296.
• [13] Jang J. S. C., Tsao S. F., Chang L. J., Huang J. C., Liu C. T.: Nanocrystallization of Zr61Al7.5Cu17.5Ni10Si4 metallic glass. Intermetallics 17 (2009) 56-64.