等温晶化实验选取块状试样，等温晶化动力学过程分析的温度选择在玻璃转化温度 和晶化温度之间，分别为820，825，830和835 K．DSC 曲线结果如图1.3所示，放热峰偏离基线所对应的时间确定为晶化孕育期丁。在不同的等温温度下，采用Partial Area标准程序可求出等温晶化的体积分数x(t)与转变时间t的关系曲线如图1.4所示。从图可以看出，晶化体积比与时间t的关系曲线呈S形变化，且随着晶化温度增加，孕育期变短。晶化体积分数x(t)与晶化时间t的关系可用Johnson-Mehl-Avrami方程J表述x(t)=1-exp[-k(t-?)n]或表示为(取两次对数)lnln[1/(1-x)]=n In k+n ln(t-?)式中，k为反应速率系数(与温度有关)；n为与转变方式有关的指数，它反映形核长大的晶化机制。图1.5为lnln[1/(1-x)]-ln(t-?)关系曲线，直线的斜率即为Avrami指数n。在晶化过程中，非晶合金的形核和长大过程不是始终不变的，在晶化不同阶段非晶相向亚稳相、亚稳相向稳定晶相的转变及不同亚稳相之间的干扰和转变，都将影响非晶合金晶化过程中稳定晶相和亚稳相的形核及长大行为，因此n值不是唯一的。为了更合理地理解和认识非晶合金的晶化过程，Calka和Radlinski[J提出用区域Avrami指数n(x)，对等温晶化过程给出更详细的评估n(x)= ?lnln[1/(1-x )]/[?ln(t-?)] (4)n(x)对晶化过程中形核和长大行为很敏感，可以反映晶化过程中不同阶段的晶化机制，突出晶化过程中转变动力学的明晶化开始是由一维扩散控制的；而后， n(x)由3变化到4，
图1.3 块体非晶合金不同温度下的DSC曲线
Figure 1.3 block amorphous alloy under different temperature of DSC curve
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图1.4 块体非晶合金晶化体积分数与退火时间的关系
Figure 1.4 block amorphous and jin jing, volume fraction and annealing time relationship
图1.5 不同温度下函数关系
Figure 1.5 different temperature curve
晶化过程是形核率降低的三维长大过程；随着晶化过程的进行，在20％ ～60％时， n(x)值在4．0～4．5之间先增加后减少，为形核速率增加的过程；在晶化后期，即60％～ 90％ 时，
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n(x)值持续下降(最终降至3)，说明形核率不断下降，晶化过程为已有晶核的长大。当晶化体积分数大于90％ 的时候，由J—M—A方程导出的Avrami指数误差较大，此处不予考虑。
1.4本课题研究意义
近年来，非晶合金由于具有较高的热稳定性、良好的力学性能和优异的抗腐蚀性能而引起人们广泛兴趣，目前人们通过快冷方法获得了一系列块体非晶合金，这些合金具有良好的抗腐蚀性，但在这些合金体系中，但在这些合金体系中类金属P和B的加入使得合金在制备方面的工艺难度增大，有些合金具有较高的人稳定性，及具有很高的玻璃转变温度Tg1晶化温度Tx和较宽的过冷液相区Tx，此外，晶化后的非晶合金还表现出很高的强度，断裂强度，一般高于2500MPa，其中的一些断裂强度甚至超过3000MPa，非晶合金的晶化具有很重要的学术和应用价值，如可以利用实验方法确定合金过冷相区的热物理特性，再过冷想去保持时间的长短还是非晶合金塑性加工可能性大小的指标之一，另外非晶晶化是制备非晶纳米复合材料的一个重要途径，在很多体系中非晶纳米复合材料呈现出更好的机械性能，次血性能和化学性能，非晶晶化是一个复杂的过程，非晶合金材料在应用过程中必须先了解其晶化特性，才能更好的防止晶化或利用晶化，所以在研究非晶合金的晶化行为有十分重要的意义。
非晶合金制备方法广泛，非晶合金由于具有优异的软磁性能、力学性能和耐腐蚀性能而得到了广泛的研究和应用。非晶态合金的原子处于亚稳态，其自由能高于对应的晶态，在适当条件下如加热即发生晶化。控制非晶合金的晶化条件，保证非晶基体上析出一定体积分数和一定尺寸大小的纳米晶以改善材料的性能，因此人们对非晶态合金的晶化动力学进行了大量的研究工作。合金组元对非晶合金的晶化动力学影响很大。
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第二章 实验内容及方法
2.1实验内容
2.1．1研究内容：
本次实验通过制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金，探讨影响非晶形成的因素。同时研究晶化对大块非晶合金力学性能的影响。
2.1.2 研究方法：
本次实验通过水淬法制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金；用真空退火方式对试样进行晶化处理。
2．1.3研究手段及步骤：
一）、步骤
1）依照课题要求，用电弧熔炼制备中间合金；
2）水淬法制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金；
3）利用X 射线衍射仪、光学显微镜观察分析非晶合金的结构、显微组织，采用差示扫描量热仪来测试其DSC 曲线，分析其热稳性变化； 4）用真空退火炉进行退火； 5）测定试样的显微硬度； 6）分析所得实验结果。
2.2检测方法
1）XRD分析法：
试样的组织结构，可以通过X射线衍射（XRD）来分析。将试样在金相砂纸上进行简单的打磨处理，去除表面氧化层，然后再工作电压为40KV，电流为10mA的日本理学2038-X射线衍射仪上，用Cu靶射线Kr射线对其进行XRD分析，扫描角度为20度至90度。 2）金相分析法
用OLYMPUS BX60M数字式光学显微镜进行金相观察。其中非晶合金试样用4%氢氟酸溶液腐蚀。金相观察前需对试样进行金相研磨，具体步骤如下；
（1） 先后用300um和600um的金相纸将试样表面磨平；
（2） 将试样在抛光布上抛光，抛光液使用稀的Al2O3溶液，直至在光学显微镜下观察基
本无划痕；
（3） 在抛光布上用金刚石研磨膏将试样磨至无划痕。 3）DSC分析法
试样的热分析（DSC）是在NETZSCH STA449C型差示扫描量热分析仪上进行的。将试样制成直径3mm的圆柱形，质量在10~20mg，并进行金相打磨，将样品至于坩埚内，以20K/min
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