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稀土微合金化对铜基非晶合金形成能力和腐蚀行为的影响
摘要：
铜基非晶合金因其具有优异的力学性能和形变加工性，在现代材料科学领域中备受关注。然而，其制备过程较为困难，需要先进的制备技术和高级的合金设计方法。稀土元素作为一种非常重要的添加剂，可以显著改善铜基非晶合金的形成能力和腐蚀行为。本文将介绍稀土微合金化对铜基非晶合金形成能力和腐蚀行为的影响，并分析其机理。
关键词：铜基非晶合金、稀土微合金化、形成能力、腐蚀行为、机理
引言：
近年来，铜基非晶合金备受关注，主要由于其优异的力学性能和显著的抗腐蚀性能。事实上，铜基非晶合金可以替代传统的高强度合金（如钛合金、不锈钢等），成为一种优秀的结构材料。然而，铜基非晶合金的制备面临着一些挑战，如难以合成大尺寸非晶态样品等。在此背景下，通过稀土微合金化来改善铜基非晶合金的形成能力和腐蚀行为成为了一个热门的研究方向。
稀土元素如何影响铜基非晶合金的形成能力？
铜基非晶合金是由铜基和一系列合金元素组成的。稀土元素可以被添加到铜基非晶合金中，以提高其形成能力。其中一种重要的形成机制是通过改变合金中的活性元素的最近邻原子环境来实现的。
在铜基非晶合金的合成过程中，尺寸效应起着至关重要的作用。已经证明，稀土元素可以有效地增加非晶形成过程中的物质扩散速率，因此降低了非晶形成阈值，使得合金的非晶形成能力提高。此外，稀土元素与铜基元素之间具有很强的化学亲和力，其中一些元素（如镧系元素）还可能形成金属间化合物，并进一步改善非晶形成能力。这种亲和力还有利于在形成非晶相的情况下防止晶粒的生长，使铜基非晶合金能够得到更好的保护。
稀土元素如何影响铜基非晶合金的腐蚀行为？
铜基非晶合金一般具有较高的腐蚀抗性。但是，由于铜基非晶合金中的活性元素（比如铁或钴）容易被腐蚀，在一些恶劣环境中，合金的腐蚀行为会逐渐加剧，导致其力学性能下降。
稀土元素的添加可以促进形成具有更好耐腐蚀性能的钝化膜，进一步提高合金的腐蚀抗性。因此，在一定的添加量范围内，稀土元素可以在一定程度上提高铜基非晶合金的耐腐蚀性，从而提高了材料的可靠性和使用寿命。此外，稀土微合金化的添加量也受到一些限制，过多的添加会导致合金的非晶形成能力下降。
结论：
稀土元素已经被证明可以有效地改善铜基非晶合金的形成能力和腐蚀行为。其主要机理包括：1.增加物质扩散速率，使合金形成能力增强。2）在晶化过程中抑制晶粒长大，进一步提高材料的形成能力。3.通过增强钝化膜的生成和向材料表面输运抑制正常的腐蚀行为来增强材料的耐腐蚀性。因此，稀土微合金化可望成为改善铜基非晶合金性能的有效工具。
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