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块体金属玻璃(metallic glass)又称块体非晶合金,是一种无序(非晶)固体,没有经过象晶体那样所具有的长程周期性排列。与晶态合金相比,金属玻璃具有许多独特的物理性能、化学性能、机械性能和防腐性能而引起人们广泛的关注。多年来,玻璃形成能力的研究对于设计和发展新型大块金属玻璃来说是一个研究的重点内容。在多成分体系中,为了获得高玻璃形成能力的块体非晶,Inoue提出了三条经验主义规则:多体系组成成分要超过三种元素;主要元素要有明显的尺寸差(至少超过12%);主要元素和其他元素要有负的混和热。近来,张涛等人讨论了一种新的方法“行取代”,用相似的原子尺寸但是不同的化合价电子结构作为取代元素,能够明显的提高玻璃的形成能力,并制备了临界直径可达25mm的块体非晶LaCeAlCo。由于La基大块金属玻璃具有高的玻璃形成能力,临界直径可达厘米级(目前临界直径最大的是35mm的块体非晶LaAlCuAgNiCo),并具有较宽泛的过冷液相区(△Tx可达60 K),具有高的热稳定性,是研究玻璃基础理论的较理想体系。本论文从“行代换”和微量元素的添加来研究La基块体非晶的形成能力,热稳定性以及力学性能。具体研究工作主要有:(1)通过Ni对Cu的对称性取代的研究,制备了10mm的La62Al14(Cu1-xNix)24圆柱形玻璃棒。实验结果发现Ni-Al原子比率和负混合热的不对称性在玻璃形成不对称性方面起了主要的作用。优异的玻璃形成能力确切的发生在Ni:Al为1:1处,或者说在不稳定化合物(AlNi)成分范围内。(2)用“行代换”规则,选择了La60Cu20Al10Ni10和Ce70Cu10Al10Ni10成分,组合成La6(10-x)Ce7xCu20-xAl10Ni10(x=1-9)合金体系,在6 mm玻璃合金样品中,非晶形成能力最好的是La30Ce35Cu15Al10Ni10玻璃棒,而力学性能最好的是La42Ce21Cu17Al10Ni10合金,最大压力为612 MPa,弹性应变为1.48%。(3)把微量Mn元素添加到La62Al14Cu24合金中,制备了6 mm的La62Al14Cu24-xMnx(X=0-8 at.%)合金棒。实验结果显示了对于La62Al14Cu24-xMnx(x=2,8 at.%)合金来说,玻璃形成能力却明显的减弱了,然而当合金棒(x=4,6 at.%)玻璃形成能力却得到了微弱加强。