渗流铸造工艺制备钨丝增强金属玻璃基复合材料

采用渗流铸造工艺制备钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料,考察了复合材料的界面结构以及界面微区力学性能。结果表明：钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料界面仅由单纯的界面溶解和扩散形成,并未发生界面反应,该界面应属于金属基复合材料的ΙΙ类界面；并且溶解和扩散的存在使界面微区的硬度和弹性模量高于基体,界面结合较强，没有沿界面的裂纹扩展。

又采用同样方法制备了不同Nb含量的钨丝增强Zr基块体非晶复合材料并研究了其界面反应和界面扩散情况，分析了基体合金中的Nb含量对复合材料界面反应和界面扩散的影响。认为对于Zr55Al10Ni5Cu30基复合材料，渗流时，钨丝与液相中的Zr发生界面包晶反应，生成W5Zr3界面相，并使界面位置向液相方向移动。

在Zr55Al10Ni5Cu30合金的基础上添加Nb，发现Nb优先在钨丝界面偏聚，降低了Zr在钨丝界面的偏聚和活度，抑制钨丝与液相中Zr的包晶反应的发生，没有生成W5Zr3界面相，界面处只存在简单的扩散层。同时发现Zr元素在钨丝中的扩散系数降低，此时界面位置向钨丝方向移动。可见，寻找合适的组元对于控制界面反应，增强界面强度，提高复合材料的性能具有十分重要的意义。