بررسی سینتیک تبلور آلیاژ شیشه ای Co-Fe-Ta-Hf-B تولید شده با روش مذاب ریسی با پایداری حرارتی بالا در حالت گرمایش پیوسته

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

امیرحسین تقوایی ¹ , نازنین قاسمعلی نژاد شیرازی فرد ²

1 - استادیار و عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد ، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

تاريخ الإرسال : 10 الخميس , ربيع الثاني, 1439 تاريخ التأكيد : 02 الأربعاء , شعبان, 1439 تاريخ الإصدار : 10 الإثنين , ذو القعدة, 1439

الکلمات المفتاحية: آلیاژ شیشه‌ای, مذاب ریسی, سینتیک تبلور, رفتار خود کاتالیزوری,

ملخص المقالة :

     آلیاژهای شیشه­ای پایه کبالت به دلیل خصوصیات مغناطیسی نرم عالی و مقاومت به خوردگی بالا همواره مورد توجه محققان قرار گرفته­اند. در این پژوهش، نوارهای آلیاژ شیشه‌ای Co-Fe-Ta-Hf-B با پایداری حرارتی بالا توسط  روش مذاب ریسی ساخته شد و در ادامه سینتیک تبلور آن به طور سیستماتیک در حالت عملیات حرارت­دهی پیوسته در نرخ­های متفاوت گرمایش مطالعه گردید. مقادیر انرژی فعال سازی ظاهری و جزیی تبلور، مقدار استحاله انجام شده بر حسب دما و نیز سایر پارامترهای سینتیکی توسط مدل­های سینتیکی مرسوم نظیر اوزاوا محاسبه شدند. همچنین، سینتیک تبلور آلیاژ تولیدی توسط دو مدل سینتیکی مشهور جانسون-مهل-آورامی و سستاک-برگرن بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که انرژی فعالسازی جزیی تبلور با افزایش درصد فاز بلوری افزایش می­یابد. همچنین مقدار متوسط انرژی فعال سازی مطابق مدل کسینجر kJ/mol  664 محاسبه گردید که این عدد در مقایسه با بسیاری از آلیاژهای شیشه­ای بزرگ­تر و خود موید پایدار حرارتی بالای این آلیاژ می­باشد. تحلیل نتایج به دست آمده نشان داد که الگوی جانسون-مهل-آورامی مدل مناسبی برای مطالعه سینتیک تبلور این آلیاژ نبوده و مدل سستاک-برگرن به دلیل رفتار خودکاتالیزوری و پیچیدگی پروسه تبلور مدل سینتیکی مناسبتری جهت بررسی سینتیک تبلور این آلیاژ می باشد.

المصادر:

References:

 

 

 

1-                  C. Suryanarayana and A. Inoue, "Bulk metallic glasses", Materials Science and Engineering: A, Vol. 375, pp. 785-788, 2004.

2-                  W. H. Wang, C. Dong and C. Shek, "Bulk metallic glasses", Materials Science and Engineering: R: Reports, Vol. 44, pp. 45-89, 2004.    

3-                  H. K. Lachowicz , T. Kulik, R. Zuberek, L.Malkinski, M. Kuzminski, A. Slawska and J. S. Munoz "Tailoring soft and hard magnets by annealing Co-based metallic glass", Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol.190, pp. 267-276, 1998.

4-                  A. Inoue, B. L. Shen, H. Koshiba, H. Kato and A. R. Yavari,"Ultra-high strength above 5000 MPa and soft magnetic properties of Co–Fe–Ta–B bulk glassy alloys", Acta Materialia, Vol. 52, pp. 1631-1637, 2004.           

5-                   A.H Taghvaei, M. Stoica, M. Samadi, I. Kaban and K. Janghorban "DSC, XRD and TEM characterization of glassy Co40Fe22Ta8B30 alloy with very high thermal stability", Materials Letters, Vol. 93, pp. 322-325, 2013.     

6-                 ن.قاسمعلی نژاد شیرازی فرد و ا.ح.تقوایی،" بررسی رفتار حرارتی آلیاژ شیشه­ای Co40Fe22Ta5.5Hf2.5B30 تولید شده با روش مذاب ریسی،" ششمین کنفرانس بین المللی مهندسی مواد و متالورژی، آبان 1396.

7-                  H. E. Kissinger, "Reaction kinetics in differential thermal analysis," Analytical chemistry, Vol. 29, , pp. 1702-1706, 1957.

8-                   T. Ozawa, "A new method of analyzing thermogravimetric data," Bulletin of the chemical society of Japan, Vol. 38, pp. 1881-1886, 1965.

9-                  YQ. Gao and W. Wang, "On the activation energy of crystallization in metallic glasses," Journal of Non-Crystalline solids, Vol. 81, pp. 129-134, 1986.

10-               K. Song, X. Bian, J. Guo, X. Li, M. Xie, and C. Dong, "Study of non-isothermal primary crystallization kinetics of Al84Ni 12Zr1Pr3 amorphous alloy," Journal of Alloys and Compounds, Vol. 465, , pp. L7-L13, 2008.  

11-              M. Shapaan, J. Gubicza, J. Lendvai, and L. K. Varga, "Crystallization behavior of (Fe 100− x Co x) 62Nb8B30 bulk amorphous alloy," Materials Science and Engineering: A, Vol. 375, pp. 785-788, 2004.

12-              Z.Jamili-Shirvan, M. Haddad-Sabzevar, J. Vahdati Khakiand and K. Yao, " Thermal behavior and non-isothermal crystallization kinetics of (Ti41Zr25Be28Fe6)93Cu7 bulk metallic glass”, Journal of Non-Crytsalline Solids, Vol. 447, pp. 156-166, 2016.      

13-              A. H. Taghvaei and J. Eckert, " A comparative study on the isochronal and isothermal crystallization kinetics of Co46.45Fe25.55Ta8B20 soft magnetic metallic glass with high thermal stability”, Vol. 675, pp. 223-320, 2015.      

14-              N. Clavaguera, M. Clavaguera-Mora, and M. Fontana, "Accuracy in the experimental calorimetric study of the crystallization kinetics and predictive transformation diagrams: Application to a Ga–Te amorphous alloy", Journal of Materials research, Vol. 13, pp. 744-753, 1998.

15-              J. Málek, "Kinetic analysis of crystallization processes in amorphous materials", Thermochimica Acta, Vol. 355, pp. 239-253, 2000. 

16-              J. Wang, H. C. Kou, J. S. Li, X.F.Gu, L. Q. Xing and LZhou, "Determination of kinetic parameters during isochronal crystallization of Ti 40 Zr25Ni8Cu 9 Be18 metallic glass", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 479, pp. 835-839, 2009.