(Luận Án Tiến Sĩ Kỹ Thuật Vật Liệu) Tổng Hợp Vật Liệu Phi Tinh Thể Hệ Al-Tm(Re) Bằng Phương Pháp Hợp Kim Hóa Cơ Học.pdf

Lu�n án TS Đ� Nam Bình BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Nam Bình Tổng hợp vật liệu phi tinh thể hệ Al TM/RE bằng phương pháp hợp kim hóa cơ học LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà N[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Nam Bình Tổng hợp vật liệu phi tinh thể hệ Al-TM/RE phương pháp hợp kim hóa học LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà Nội – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Nam Bình Tổng hợp vật liệu phi tinh thể hệ Al-TM/RE phương pháp hợp kim hóa học Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Hồng Việt Hà Nội – 2023 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Vật liệu “Tổng hợp vật liệu phi tinh thể hệ Al-TM/RE phương pháp hợp kim hóa học” cơng trình tơi nghiên cứu thực hiện, hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Hoàng Việt Các số liệu kết trình bày luận án hoàn toàn trung thực chưa tác giả khác cơng bố hình thức Các thơng tin trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm kết nghiên cứu Hà Nội, ngày 15 tháng 08 năm 2023 Người hướng dẫn Tác giả PGS TS Nguyễn Hồng Việt Đỗ Nam Bình i LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới cá nhân tổ chức đóng góp, hỗ trợ giúp đỡ tơi suốt trình nghiên cứu đề tài luận án tiến sĩ Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giảng viên hướng dẫn – PGS TS Nguyễn Hoàng Việt, người dành thời gian, tâm huyết kinh nghiệm để hỗ trợ tơi bước tiến tới hồn thành luận án Tơi may mắn có thầy hướng dẫn đầy tâm huyết kiến thức giảng dạy chuyên sâu ông Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn tới vợ ln ủng hộ, động viên chia sẻ khó khăn tơi suốt trình học tập nghiên cứu Họ nguồn động lực to lớn giúp vượt qua khó khăn mệt mỏi q trình nghiên cứu thực luận án Tôi biết ơn vô đóng góp ủng hộ mà gia đình, vợ, con, bạn bè người thân mang đến cho tơi suốt q trình Sự hỗ trợ họ tạo tinh thần đoàn kết khích lệ mạnh mẽ, giúp tơi tiến xa đường nghiên cứu hoàn thiện luận án Tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn đến học viên sinh viên nhóm nghiên cứu, hỗ trợ tài từ đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Công thương (ĐT.BO.107/21) cấp quốc gia thuộc Bộ Khoa học Cơng nghệ (NAFOSTED: 103.02-2017.366) Đã giúp tơi hồn thiện nghiên cứu cách cung cấp ý kiến, nguyên liệu thiết bị, hỗ trợ việc thực thí nghiệm xử lý số liệu Tơi hãnh diện có nhóm học viên sinh viên động trí tuệ Tơi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến Viện, mơn, phịng thí nghiệm, viện nghiên cứu Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội Những đơn vị cung cấp cho môi trường học tập nghiên cứu chuyên nghiệp, hỗ trợ việc tiếp cận tài nguyên, công cụ thiết bị đại để thực nghiên cứu Tơi cảm kích hỗ trợ đơn vị Tôi nhớ trân trọng đóng góp người q trình nghiên cứu tơi Tơi hy vọng nghiên cứu đem lại giá trị cho cộng đồng khoa học ứng dụng thực tiễn để đóng góp cho phát triển đất nước Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn đến người đọc đánh giá luận án tơi Sự đóng góp chun gia lĩnh vực quan trọng giúp tơi hồn thiện cải tiến nghiên cứu Tơi biết ơn đánh giá xác cụ thể từ nhà khoa học hàng đầu lĩnh vực Tác giả Đỗ Nam Bình ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh mục ký hiệu chữ viết tắt v Danh mục hình vi Danh mục bảng x Mở đầu 1 Lý lựa chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án Những đóng góp luận án Chương – Tổng quan vật liệu phi tinh thể 1.1 Vật liệu cấu trúc vơ định hình 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Phân loại vật liệu vơ định hình 1.1.3 Các đặc trưng vật liệu cấu trúc VĐH 1.1.4 Cấu trúc thủy tinh kim loại 1.1.5 Các tính chất thủy tinh kim loại 10 1.1.6 Khả hình thành thể thủy tinh (GFA) 11 1.1.7 Tiêu chí Inoue hình thành vật liệu khối cấu trúc VĐH 14 1.1.8 Ứng dụng hợp kim vơ định hình 17 1.1.9 Các phương pháp chế tạo vật liệu vơ định hình 19 1.2 Giả tinh thể 24 1.2.1 Khái niệm 24 1.2.2 Cấu trúc QC 27 1.2.3 Các dạng (biến thể - variation) QC 33 1.2.4 Tính chất ứng dụng 38 1.2.5 Một số phương pháp chế tạo QC 40 1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 43 1.3.1 Hệ hợp kim vơ định hình sở Al 46 1.3.2 Hệ hợp kim giả tinh thể Al-Fe-Cu 47 1.4 Tình hình nghiên cứu nước 50 1.5 Tóm tắt chương 50 Chương –Thực nghiệm phương pháp phân tích 52 2.1 Nguyên liệu ban đầu 52 2.2 Thiết bị nghiền 53 iii 2.2.1 Máy nghiền bi hành tinh 53 2.3 Quy trình tổng hợp vật liệu 54 2.3.1 Tổng hợp vật liệu vơ định hình 54 2.3.2 Tổng hợp hợp kim giả tinh thể 56 2.3.3 Xử lý nhiệt mẫu 58 2.4 Thiết bị phân tích 58 2.4.1 Nhiễu xạ kế tia X xử lý liệu XRD 58 2.4.2 Đặc trưng hình thái học mẫu bột 61 2.4.3 Đặc trưng nhiệt mẫu - phân tích nhiệt lượng kế quét vi sai 62 2.4.4 Đặc trưng phân bố kích thước hạt 63 2.4.5 Xác định tính chất từ 63 Chương – Kết thảo luận 65 3.1 Tổng hợp hợp kim vơ định hình phương pháp hợp kim hóa học 65 3.1.1 Q trình vơ định hình hóa hợp kim Al₈₂Fe₁₄Ni₄ 65 3.1.2 Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim 83 3.1.3 Kết luận 92 3.2 Tổng hợp giả tinh thể Al-Cu-Fe hợp kim hóa học xử lý nhiệt 93 3.2.1 Phân tích cấu trúc hỗn hợp bột sau MA 93 3.2.2 Phân tích hình thái tổ chức vi mô bột sau MA 94 3.2.3 Nghiên cứu hình thành pha i-QC sau xử lý nhiệt 96 3.2.4 Tính chất từ bột sau MA xử lý nhiệt 99 3.2.5 Kết luận 102 Kết luận chung 103 Hợp kim vơ định hình sở Al 103 Tổng hợp vật liệu giả tinh thể 104 Kiến nghị 105 Danh mục cơng trình luận án 106 Tài liệu tham khảo 107 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt/ký hiệu Giải nghĩa BMG Bulk Metallic Glass - Thủy tinh kim loại dạng khối Am Amorphous – Vô định hình QC Quasi-Crystal – Giả tinh thể Tg Nhiệt độ chuyển pha thủy tinh Tx Nhiệt độ tinh thể hóa Tp Nhiệt độ đỉnh píc kiện nhiệt Tm Nhiệt độ chuyển pha rắn lỏng XRD X-ray diffraction - Nhiễu xạ tia X SEM Scanning electron microscope - Hiển vi điện tử quét 10 TEM Transmission electron microscope - Hiển vi điện tử truyền qua 11 EDX Energy-Dispersive X-ray spectroscopy - Phổ phân tán lượng tia X 12 VSM Vibrating sample magnetometer -Từ kế mẫu rung 13 SL Super-cooled liquid – Chất lỏng nguội 14 sol solid – Rắn 15 liq liquid – Lỏng 16 i-QC Icosaherdral quasicrystal (i-QC) – Giả tinh thể khối 20 mặt (pha i-QC) 17 dQC dodecahedral quasicrystal (dQC) – Giả tinh thể khối 12 cạnh 18 TA Thermal analysis – Phân tích nhiệt 19 DSC Differential scanning calorimetry – Nhiệt lượng kế quét vi sai 20 GFA Glass forming ability – Khả hình thành thể thủy tinh 21 VĐH Amorphous – Vơ định hình 22 MA Mechanical aloying – Hợp kim hóa học 23 LPSA Laser Particle size analysis – Phân tích kích thước hạt tán xạ laser 24 DRP Dense random packing – Xếp chặt ngẫu nhiên nguyên tử 25 CNR Continuous random network – Mạng ngẫu nhiên liên tục 26 PCA Process agent control – Chất trợ nghiền 27 ΔHm Enthalpy of mixing – Nhiệt trộn v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Minh họa cấu trúc chất rắn: (a) đơn tinh thể, (b) đa tinh thể, (c) vơ định hình Hình 1.2 Sự thay đổi thể tích riêng theo nhiệt độ chất rắn tinh thể vật liệu VĐH[4] Hình 1.3 Sự biến thiên (A) nhiệt dung riêng (B) độ nhớt theo nhiệt độ hình thành tinh thể thủy tinh [5] Hình 1.4 Các lỗ trống lý tưởng Bernal tìm để mô tả cấu trúc liên kết DRP (a) khối tứ diện, (b) khối bát diện, (c) khối lăng trụ tam giác có ba khối nửa bát diện, (d) khối lăng trụ giới hạn hai khối nửa bát diện, (e) khối tứ diện Hình 1.5 (a) Lớp chất rắn tinh thể đối xứng trục bậc 3; (b) cấu trúc mạng ngẫu nhiên liên tục (continuous random network - CRN) [10] 10 Hình 1.6 Độ bền giá trị giới hạn đàn hồi cho loại vật liệu khác [11], 11 Hình 1.7 Mối liên hệ mô-đun Young độ bền kéo thủy tinh kim loại khối [4] 11 Hình 1.8 Giản đồ phân tích nhiệt DSC hợp kim VĐH Al-Fe-Y [14] 12 Hình 1.9 Mối quan hệ chiều dày lớn (tmax), tốc độ làm nguội tới hạn (Rc) chiều rộng khoảng nguội ΔTₓ [22] 14 Hình 1.10 Bán kính nguyên tử nguyên tố theo trật tự bảng tuần hoàn nguyên tố [27] 15 Hình 1.11 Ảnh đầu gậy đánh gơn thương mại dạng gỗ, sắt kiểu gậy gạt bóng vật liệu bề mặt làm hợp kim BMG sở Zr [4] 17 Hình 1.12 (a) Lõi máy biến áp làm từ băng thủy tinh kim loại; (b) so sánh tổn thất máy biến áp vật liệu lõi kim loại thông thường lõi hợp kim VĐH [34] 18 Hình 1.13 (a) kính có khung thủy tinh kim loại; (b) Vỏ iPhone làm từ thủy tinh kim loại [34] 19 Hình 1.14 Sơ đồ thiết bị nguội nhanh trên bánh quay (a) bánh quay ngang (b) bánh quay dọc [34] 20 Hình 1.15 (a) Đặc điểm biến dạng thành phần bột nghiền trình MA Bột kim loại dẻo (kim loại A B) bị dát mỏng, hạt phân tán giòn bị phân mảnh thành hạt nhỏ (b) Va chạm bi-bột-bi hỗn hợp bột q trình hợp kim hóa học [49] 22 Hình 1.16 Nguyên tắc hình thành vơ định hình phản ứng trạng thái rắn Theo Schultz [45] 23 Hình 1.17 Mẫu QC dạng hạt đơn, hợp kim QC Ho–Mg–Zn [50] 24 Hình 1.18 Ảnh nhiễu xạ điện tử giả tinh thể hợp kim Al₈₆Mn₁₄ Shechtman phát Phép chiếu trục đối xứng trục bậc 10 quanh gốc tọa độ [51] 24 Hình 1.19 (A) sơ đồ mơ tả hình thành ảnh nhiễu xạ điện tử TEM (B) Hình vng thực mạng tam giác ảnh nhiễu xạ tương ứng [55] 25 Hình 1.20 Mơ tả (A) đối xứng trục tương ứng với tịnh tiến mạng tinh thể (B) Phủ mặt phẳng hình ngũ giác xuất khe hở [55] 26 Hình 1.21 (a) Ảnh TEM trường sáng (b) ảnh nhiễu xạ điện tử hợp kim Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ chế tạo phương pháp nguội nhanh [58] 27 vi Hình 1.22 Dãy 1D khơng có chu kỳ nhúng vào khơng gian 2D Trong khơng gian 2D có lưới với chu kỳ tịnh tiến (A) Hệ số góc (1/τ) (B) Hệ số góc (⅔) nhận QC chiều gần tương ứng [57] 29 Hình 1.23 Tự đồng dạng theo kích thước Kích thước tuyến tính hình ngũ giác τ cịn kích thước diện tích τ² [57] 30 Hình 1.24 (A) Hình ghép Penrose (tạo hình thoi) hình với đối xứng trục bậc có trật tự xa, khơng có chu kỳ tịnh tiến (B) véc-tơ sử dụng để xác định mạng Penrose, (C) mơ tả lật phason; vị trí mạng thay đổi A B ghép; (D) hình lát Penrose [57] 31 Hình 1.25 (a) Mơ hình cấu trúc ngun tử cụm ngun tử hình lục giác đường kính nm giả tinh thể dQC Al₇₂Ni₂₀Co₈ (b) ảnh HRTEM (c) ảnh HAADFSTEM cụm; hình ảnh với vị trí ngun tử dự kiến mơ hình [60] 32 Hình 1.26 (A) Hình thoi nhọn (AR- acute rhombus) hình thoi tù (OR- obtuse rhombus) gọi hình thoi vàng, tỉ số đường chéo τ (B) Một khối tam diện hình thoi (rhombic triacontahedron) tạo 10 AR 10 OR khối tứ diện tạo 20 AR (C) Sáu vectơ sở sử dụng để số mạng giả tinh thể khối 20 mặt [57] 32 Hình 1.27 Các ảnh nhiễu xạ điện tử chụp dọc theo trục đối xứng trục bậc 5, bậc bậc (trái) ảnh SEM (bên phải) hợp kim i-QC Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ ổn định [65] 34 Hình 1.28 Các dạng nhiễu xạ điện tử (A) loại P (B) loại F (C) lập số điểm nhiễu xạ tương ứng với trục đối xứng bậc [58] 35 Hình 1.29 Minh họa nguyên tử lớp cụm nguyên tử họ khác QC khối 20 mặt: (A) loại Mackay, (B) loại Bergman, (C) loại Tsai [55] 35 Hình 1.30 Cấu trúc 10 cạnh (a) sơ đồ cấu trúc; Ảnh nhiễu xạ điện tử chụp dọc theo (b) trục đối xứng bậc 10, (c) trục đối xứng bậc trục (A) (d) trục đối xứng bậc trục (B) hợp kim giả tinh thể Al₇₀Ni₂₀Rh₁₀ [70] 36 Hình 1.31 Ảnh nhiễu xạ điện tử chụp dọc theo trục đối xứng trục bậc (A) bậc 12 (B) từ tinh thể QC cạnh 12 cạnh đều, tương ứng [55] 36 Hình 1.32 Ứng dụng QC: (a) lớp phủ bề mặt dụng cụ nhà bếp, (b) gia cường lưỡi dao dụng cụ y tế 38 Hình 1.33 Bản đồ tính chất vật lý vật liệu tổ hợp Al giả tinh thể so với hợp kim Al thông thường [50] 39 Hình 1.34 Sơ đồ thiết bị nguội nhanh bánh quay [75] 41 Hình 1.35 Tổ chức vi mơ độ bền hợp kim sở Al trạng thái không cân [85] 45 Hình 1.36 Sơ đồ hình thành cấu trúc hợp kim sở Al có hai ba nguyên [31] 45 Hình 1.37 Sự hình thành pha giả tinh thể hệ ba nguyên Al65Cu20TM15 Al70Pd20Mn10 với i pha khối 20 mặt, D pha khối mười cạnh, c tinh thể A vơ định hình [91] 48 Hình 2.1 Máy nghiền hành tinh hệ thống tang nghiền làm nguội nước 53 vii Hình 2.2 (a) tang bi nghiền rửa sấy khô; (b) hỗn hợp bột kim loại theo thành phần hợp thức Al:Fe:Ni = 82:14:4; (c) tang bi nghiền bổ sung chất trợ nghiền n-hexan 55 Hình 2.3 Thiết bị nạp khí máy nghiền hành tinh 56 Hình 2.4 (a) tang bi nghiền rửa sấy khô; (b) bột kim loại cân theo thành phần hợp thức hệ Al:Cu:Fe = 65:20:15; (c) tang bi nghiền bổ sung chất trợ nghiền a-xít stearic, (d) bổ sung hỗn hợp bột kim loại 57 Hình 2.5 Thiết bị đo nhiễu xạ tia X Panalytical X’pert Pro diffractometer (Malvern Panalytical, Almelo, The Netherlands) 58 Hình 2.6 Mô tả mô nhiễu xạ - định luật Bragg 59 Hình 2.7 Nguyên lý phổ tán xạ lượng tia X (EDX) 61 Hình 2.8 Kính hiển vi điện tử quét HITACHI TM4000 PLUS (Hitachi High-Tech Corporation, Tokyo, Japan) 61 Hình 2.9 Thiết bị phân tích nhiệt vi sai Setaram Labsys Evo S60/58988 62 Hình 2.10 Máy phân tích phân bố kích thước hạt LA-960 63 Hình 2.11 Thiết bị đo từ kế mẫu rung EV9 Vibrating Sample Magnetometer 63 Hình 2.12 Sơ đồ khối thiết bị từ kế mẫu rung 64 Hình 3.1 Ảnh SEM mẫu bột hợp kim Al₈₂Fe₁₄Ni₄ nghiền tốc độ 250 rpm (a) 5h, (b) 10h, (c) 20h, (d) 40h (e) 60h độ phóng đại khác 66 Hình 3.2 Ảnh SEM mẫu bột hợp kim Al₈₂Fe₁₄Ni₄ nghiền tốc độ 350 rpm (a) 5h, (b) 10h, (c) 20h, (d) 40h (e) 60h độ phóng đại khác 67 Hình 3.3 Đường phân bố kích thước hạt bột hợp kim Al₈₂Fe₁₄Ni₄ nghiền tốc độ 250 rpm (a) 5h, (b) 10h, (c) 20h, (d) 40h (e) 60h 69 Hình 3.4 Đường phân bố kích thước hạt bột hợp kim Al₈₂Fe₁₄Ni₄ nghiền tốc độ 350 rpm (a) 5h, (b) 10h, (c) 20h, (d) 40h (e) 60h 71 Hình 3.5 Sự phân bố kích thước hạt bột hợp kim Al₈₂Fe₁₄Ni₄ nghiền (a) 250 rpm (b) 350 rpm 72 Hình 3.6 Phổ phân tích EDX bột Al₈₂Fe₁₄Ni₄ MA sau 60h (a) 250 (b) 350 rpm 74 Hình 3.7 Giản đồ nhiễu xạ tia X hỗn hợp bột kim loại ban đầu 75 Hình 3.8 Giản đồ nhiễu xạ tia X bột Al₈₂Fe₁₄Ni₄ thời gian nghiền khác với tốc độ nghiền (a) 250 rpm (b) 350 rpm 76 Hình 3.9 Đường cong từ trễ bột Al82Fe14Ni4 nghiền 5, 10, 20, 40; 60 h (a) tốc độ nghiền 250 rpm; (b) tốc độ nghiền 350 rpm 78 Hình 3.10 Ảnh hưởng thời gian nghiền đến độ ổn đinh nhiệt bột nghiền Al₈₂Fe₁₄Ni₄ 80 Hình 3.11 Các đường cong DSC bột Al₈₂Fe₁₄Ni₄ nghiền tốc độ 250 350 rpm 60h sử dụng tốc độ gia nhiệt 20 K/min 80 Hình 3.12 Giản đồ nhiễu xạ tia X hợp kim vô định hình Al₈₂Fe₁₄Ni₄ sau ủ (a, d) 480, (b, e) 600 (c, f) 700 °C 82 Hình 3.13 (a, c, e) Ảnh FE-SEM (b, d, f g) phân bố kích thước hạt (a-b) Bột Al₈₂Fe₁₄Ni₂Y₂ sau 60 h nghiền, (c-d) Al₈₂Fe₁₄Ti₂Y₂ bột sau 60 h nghiền, (e-f) Al₈₂Fe₁₄Ti₂Y₂ bột sau 100 h nghiền, (g) đường cong tích lũy ba bột hợp kim 84 Hình 3.14 Giản đồ nhiễu xạ tia X bột nghiền thời gian khác cho hệ (a) Al₈₂Fe₁₄Ni₂Y₂ (b) Al₈₂Fe₁₄Ti₂Y₂ 85 viii Tổng hợp vật liệu giả tinh thể • Pha i-QC khối 20 mặt khơng hình thành trực tiếp sau 5h nghiền hợp kim hóa học hỗn hợp bột Al, Cu Fe Kết nhiễu xạ tia X bột nghiền 5−45 có píc nhiễu xạ đặc trưng nguyên tố ban đầu Al, Cu Fe Tăng thời gian nghiền lên 60 píc nhiễu xạ kim loại biến pha dung dịch rắn β-Al(Cu, Fe) Kéo dài thời gian nghiền lên 5h dung dịch rắn β trở nên ổn định • Phân tích nhiệt bột Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ nghiền với thời gian khác 5, 15 30 xuất píc nhiệt khoảng 210-250 °C bay a xít stearic lẫn bột nghiền Ở nhiệt độ cao khoảng 665-710 °C, có píc thu nhiệt Al nóng chảy Hỗn hợp bột Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ sau 15 30 MA xuất píc tỏa nhiệt khoảng nhiệt độ 560-680 °C, hình thành pha ω i Với bột nghiền thời gian dài (45 60 min), xuất píc tỏa nhiệt vào khoảng 370-430 °C, nhiệt độ hình thành dung dịch rắn pha β • Thời gian nghiền ngắn (5-30 min), nhiệt độ ủ nhiệt thấp 600 °C có hàm lượng pha ω i-QC cao pha β Bột nghiền sau 45 ủ nhiệt 600, 650 700 °C có pha dung dịch rắn β Bột sau 30 MA có hàm lượng pha i-QC cao đạt 40,4% • Một số hình thái xuất sau ủ bột Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ nghiền 30 600 °C Đầu tiên nhánh từ hướng phát triển ưu tiên tạo thành hình giống hoa, nhánh dày lên tạo cụm QC i- QC hồn chỉnh có dạng khối đa giác Khi nhiệt độ ủ tăng từ 600 đến 650 700 °C hình dạng i-QC trở nên rõ ràng • Khi thời gian nghiền tăng từ đến 30 min, Ms bột nghiền tăng từ 32,63 đến 37,45 emu·g⁻¹ có mặt Fe bột nghiền kích thước bột giảm trình nghiền Hc tăng từ 32,30 đến 54,46 Oe ứng suất dư bột (gây biến dạng dẻo mãnh liệt trình nghiền va chạm bibột-bi, bi-bột-tang) tăng mật độ lệch Các giá trị Hc bột ủ cao so với bột nghiền sau ủ pha β, ω i tạo với tỷ phần khác tùy thuộc vào thời gian nghiền nhiệt độ ủ Các mẫu ủ nhiệt 600 °C có giá trị Hc tương tự mẫu nghiền lượng lớn nguyên tố (Al, Cu, Fe) lại chưa tạo pha Giá trị Hc liên quan đến gia tăng pha ω, β ủ nhiệt 650 °C nhiệt độ cao Hc mẫu ủ nhiệt 650 °C cao 190,18 Oe hàm lượng ω đạt đến mức tối đa Mẫu nghiền 30 ủ 700 °C h có Ms khoảng 6,17 emu/g Hợp kim sau nghiền ủ có hành vi vật liệu từ mềm 104 KIẾN NGHỊ Các kết nghiên cứu vật liệu vơ định hình giả tinh thể sở Al đóng góp vào phát triển ngành công nghiệp hỗ trợ cho công nghệ cao lĩnh vực cơng nghệ vật liệu mới: • Tiếp tục nghiên cứu đặc trưng vật liều vơ đình hình dạng bột sử dụng làm vật liệu cốt tăng bền vật liệu compozit khối, làm lớp phủ chịu mài mịn ăn mịn… • Hợp kim sở Al có cấu trúc vơ định hình dạng khối có độ bền cao gấp 23 lần so với hợp kim Al thông thường Để chế tạo vật liệu vơ định hình dạng khối cần tiếp tục nghiên cứu sâu chế thiêu kết chế phá hủy hợp kim để tạo sản phẩm có độ bền cao Có thể mở rộng thành phần hợp kim vơ định thay kim loại chuyển tiếp sẵn có tạo hợp kim vơ định hình sở Al có độ bền cao, độ ổn định nhiệt cao thích hợp cho ứng dụng nhiệt độ cao • Đối với hệ giả tinh thể sở Al, cần tiếp tục nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit Al cốt hạt giả tinh thể (i-QC) hệ hợp kim Al-Cu-Fe cần thiết ứng dụng kết cấu có độ bền cao chịu chấn động ma sát Bên cạnh đó, hợp giả tinh thể ứng dụng làm vật liệu xúc tác, tích trữ lượng… 105 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA LUẬN ÁN Do Nam Binh, Nguyen Thi Hoang Oanh, and Nguyen Hoang Viet “The effect of Ni and Ti additions on the glass forming ability and magnetic properties of Al-Fe-Y alloy prepared by mechanical alloying” Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 583C, May 2022, 121478 http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121478 (05/2022) (ISI Q1) Do Nam Binh, Nguyen Thi Hoang Oanh, and Nguyen Hoang Viet 2022 “Al-FeNi Metallic Glasses via Mechanical Alloying and Its Consolidation” Applied Sciences 12, No 20: 10561 https://doi.org/10.3390/app122010561 (10/2022) (ISI Q2) Nguyen Hoang Viet, Do Nam Binh, Nguyen Thi Hoang Oanh, Nguyen Cao Son, Trinh Van Trung, Le Hong Thang and Alberto Moreira Jorge Junior Synthesis and magnetic properties of Al–Cu–Fe quasicrystals prepared by mechanical alloying and heat treatment Journal of Materials Research 38, 644–653 (2023) https://doi.org/10.1557/s43578-022-00846-1 (02/2023) (SCI Q1) 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] N C Dưỡng (1997), “Vật liệu học” NXB Khoa học kỹ thuật N K X c biên) et al (2016), “Vật liệu kỹ thuật: Chế tạo, cấu trúc, tính chất, lựa chọn ứng dụng” NXB Bách Khoa, p 715 A Lavakumar (2017), “Concepts in Physical Metallurgy”, Morgan & Claypool Publishers [Online] Truy cập: https://dx.doi.org/10.1088/978-16817-4473-5 C Suryanarayana and A Inoue (2012), “Metallic Glasses,” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry C Suryanarayana (2011), “Bulk Metallic Glasses”, 1st Edition ed CRC Press, p 565 D Turnbull (1969), “Under what conditions can a glass be formed?”, Contemporary Physics, Vol 10, No 5, pp 473-488 R Zallen (1985), “Models of amorphous solids”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 75, No 1, pp 3-14 D B Miracle and O N Senkov (2003), “A geometric model for atomic configurations in amorphous Al alloys”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 319, No 1, pp 174-191 G J Shiflet, Y Leng, and J W Hawk, “Metallic Glasses,” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry J Bicerano and D Adler (1987), “Theory of the structures of non-crystalline solids”, Pure and Applied Chemistry, Vol 59, No 1, pp 101-144 M Telford (2004), “The case for bulk metallic glass”, Materials Today, Vol 7, No 3, pp 36-43 A Peker and W L Johnson (1993), “A highly processable metallic glass: Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5”, Applied Physics Letters, Vol 63, No 17, pp 2342-2344 Z P Lu, Y Li, and S C Ng (2000), “Reduced glass transition temperature and glass forming ability of bulk glass forming alloys”, Journal of NonCrystalline Solids, Vol 270, No 1, pp 103-114 H V Nguyen, N T H Oanh, P N D Quynh, T Q Lap, and J S Kim (2015), “Thermal Stability of Amorphous Al-Fe-Y Prepared by Mechanical Alloying”, Materials Science Forum, Vol 804, pp 271-274 W X Song and S J Zhao (2015), “Effects of partitioned enthalpy of mixing on glass-forming ability”, (in eng), J Chem Phys, Vol 142, No 14, p 144504 N T Oanh, D N Binh, D Dang Duc, Q Hoang Thi Ngoc, and N H Viet (2021), “Effect of Transition Elements on the Thermal Stability of Glassy Alloys 82Al–16Fe–2TM (TM: Ti, Ni, Cu) Prepared by Mechanical Alloying”, Materials, Vol 14, No 14, L L CHANG and B C GIESSEN (1985), “Synthetic Modulated Structures” (Synthetic Modulated Structures) Academic Press W L Johnson (1988), “Crystal-to-glass transformation in metallic materials”, Materials Science and Engineering, Vol 97, pp 1-13 107 [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] A Takeuchi and A Inoue (2001), “Quantitative evaluation of critical cooling rate for metallic glasses”, Materials Science and Engineering: A, Vol 304306, pp 446-451 T Egami and Y Waseda (1984), “Atomic size effect on the formability of metallic glasses”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 64, No 1, pp 113134 C H Lee, M Mori, and U Mizutani (1990), “Differential scanning calorimetry study of various intermetallic compounds subjected to mechanical grinding”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 117-118, pp 733-736 R Nowosielski and R Babilas (2007), “Fabrication of bulk metallic glasses by centrifugal casting method”, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol 20, No 1-2, pp 487-490 C Suryanarayana and A Inoue (2010), “Bulk Metallic Glasses” L Ma and A Inoue (1999), “On glass-forming ability of Fe-based amorphous alloys”, Materials Letters, Vol 38, No 1, pp 58-61 E S Park, W T Kim, and D H Kim (2004), “The Effect of In Addition on the Glass-Forming Ability in Cu-Ti-Zr-Ni-Si Metallic Glasses”, MATERIALS TRANSACTIONS, Vol 45, No 8, pp 2693-2696 A Takeuchi and A Inoue (2000), “Calculations of Mixing Enthalpy and Mismatch Entropy for Ternary Amorphous Alloys”, Materials Transactions, JIM, Vol 41, No 11, pp 1372-1378 A Takeuchi and A Inoue (2005), “Classification of Bulk Metallic Glasses by Atomic Size Difference, Heat of Mixing and Period of Constituent Elements and Its Application to Characterization of the Main Alloying Element”, MATERIALS TRANSACTIONS, Vol 46, No 12, pp 2817-2829 B.-s Dong et al (2011), “A new criterion for predicting glass forming ability of bulk metallic glasses and some critical discussions”, Progress in Natural Science: Materials International, Vol 21, No 2, pp 164-172 D V Louzguine-Luzgin and A Inoue (2007), “An extended criterion for estimation of glass-forming ability of metals”, Journal of Materials Research, Vol 22, No 5, pp 1378-1383 M S El-Eskandarany (2020), “13 - Mechanically induced solid-state amorphization,” in Mechanical Alloying (Third Edition), M S ElEskandarany Ed.: William Andrew Publishing, pp 335-416 P P Choi, J S Kim, O T H Nguyen, D H Kwon, Y S Kwon, and J C Kim (2007), “Al-La-Ni-Fe bulk metallic glasses produced by mechanical alloying and spark-plasma sintering”, Materials Science and Engineering: A, Vol 449-451, pp 1119-1122 J R Strife and K M Prewo (1982), “Mechanical behaviour of an amorphous metal ribbon reinforced resin-matrix composite”, Journal of Materials Science, Vol 17, No 2, pp 359-368 J Subramanian, S Seetharaman, and M Gupta (2015), “Processing and Properties of Aluminum and Magnesium Based Composites Containing Amorphous Reinforcement: A Review”, Metals, Vol 5, No 2, pp 743-762 Z H Stachurski, G Wang, and X Tan (2021), “An Introduction to Metallic Glasses and Amorphous Metals” Elsevier Inc 108 [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] T W Barbee, W H Holmes, D L Keith, M K Pyzyna, and G Ilonca (1977), “Synthesis of amorphous niobium-nickel alloys by vapor quenching”, Thin Solid Films, Vol 45, No 3, pp 591-599 T R Anantharaman and C Suryanarayana (1971), “Review: A decade of quenching from the melt”, Journal of Materials Science, Vol 6, No 8, pp 1111-1135 R C Budhani, T C Goel, and K L Chopra (1982), “Melt-spinning technique for preparation of metallic glasses”, Bulletin of Materials Science, Vol 4, No 5, pp 549-561 A Hedler, S Klaumünzer, and W Wesch (2006), “Swift heavy ion irradiation of amorphous silicon”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, Vol 242, No 1, pp 85-87 R B Schwarz and W L Johnson (1983), “Formation of an Amorphous Alloy by Solid-State Reaction of the Pure Polycrystalline Metals”, Physical Review Letters, Vol 51, No 5, pp 415-418 M S Boldrick, D Lee, and C N J Wagner (1988), “The structure of amorphous NiTi alloys prepared by mechanical alloying”, Journal of NonCrystalline Solids, Vol 106, No 1, pp 60-65 M Adamzadeh, M H Enayati, and M Shamanian (2020), “Ni-Nb amorphous coating prepared by mechanical alloying method”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 547, p 120311 C C Koch, O B Cavin, C G McKamey, and J O Scarbrough (1983), “Preparation of ‘‘amorphous’’ Ni60Nb40 by mechanical alloying”, Applied Physics Letters, Vol 43, No 11, pp 1017-1019 E J Cotts, G C Wong, and W L Johnson (1988), “Calorimetric observations of amorphous and crystalline Ni-Zr alloy formation by solidstate reaction”, Physical Review B, Vol 37, No 15, pp 9049-9052 J Eckert, L Schultz, E Hellstern, and K Urban (1988), “Glass‐forming range in mechanically alloyed Ni‐Zr and the influence of the milling intensity”, Journal of Applied Physics, Vol 64, No 6, pp 3224-3228 L Schultz (1988), “Glass formation by mechanical alloying”, Journal of the Less Common Metals, Vol 145, pp 233-249 C C Koch (1989), “Materials Synthesis by Mechanical Alloying”, Annual Review of Materials Science, Vol 19, No 1, pp 121-143 T D Shen and C C Koch (1995), “Formation and hardening effects in nanocrystalline Ti-N alloys prepared by mechanical alloying”, Nanostructured Materials, Vol 5, No 6, pp 615-629 F Petzoldt (1988), “Synthesis and process characterization of mechanically alloyed amorphous Ni-Nb powders”, Journal of the Less Common Metals, Vol 140, pp 85-92 L Lü and M O Lai (1998), “Mechanical Alloying” Boston, MA: Springer US, p 276 E Maciá, J.- Marie Dubois, and P Ann Thiel (2008), “Quasicrystals,” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 109 [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] E Maciá-Barber (2020), “Quasicrystals: Fundamentals and Applications”, 1st ed CRC Press P J Steinhardt (2013), “Quasicrystals: a brief history of the impossible”, Rendiconti Lincei, Vol 24, No 1, pp 85-91 D Shechtman, I Blech, D Gratias, and J W Cahn (1984), “Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry”, Physical Review Letters, Vol 53, No 20, pp 1951-1953 W L Bragg, “The Diffraction of Short Electromagnetic Waves by a Crystal,” presented at the Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 1913 A.-P Tsai and C Cui (2015), “26 - Crystal Growth of Quasicrystals,” in Handbook of Crystal Growth (Second Edition), T Nishinaga Ed Boston: Elsevier, pp 1113-1156 A P Tsai et al (1994), “Approaches to an icosahedral glass model for the icosahedral phase formed by transition from the amorphous state”, Materials Science and Engineering: A, Vol 181-182, pp 750-753 C M Pina and V López-Acevedo (2016), “Quasicrystals and Other Aperiodic Structures in Mineralogy”, Crystals, Vol 6, No 11, p 137 A.-P Tsai (2013), “Discovery of stable icosahedral quasicrystals: progress in understanding structure and properties”, Chemical Society Reviews, 10.1039/C3CS35388E Vol 42, No 12, pp 5352-5365 A L Mackay (1982), “Crystallography and the penrose pattern”, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, Vol 114, No 1, pp 609-613 E Abe and A.-P Tsai (2004), “Decagonal structure of Al72Ni20Co8 studied by atomic-resolution electron microscopy”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 334-335, pp 198-201 C L Henley (1986), “Sphere packings and local environments in Penrose tilings”, Physical Review B, Vol 34, No 2, pp 797-816 V Elser and C L Henley (1985), “Crystal and quasicrystal structures in AlMn-Si alloys”, Physical Review Letters, Vol 55, No 26, pp 2883-2886 L Henley and V Elser (1986), “Quasicrystal structure of (Al, Zn)49Mg32”, Philosophical Magazine Part B, Vol 53, V Elser (1985), “Indexing problems in quasicrystal diffraction”, Physical Review B, Vol 32, No 8, pp 4892-4898 A.-P Tsai, A Inoue, and T Masumoto (1987), “A Stable Quasicrystal in AlCu-Fe System”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol 26, No Part 2, No 9, pp L1505-L1507 G Bergman, J L T Waugh, and L Pauling (1957), “The crystal structure of the metallic phase Mg32(Al, Zn)49”, Acta Crystallographica, Vol 10, No 4, pp 254-259 A P Tsai, J Q Guo, E Abe, H Takakura, and T J Sato (2000), “A stable binary quasicrystal”, Nature, Vol 408, No 6812, pp 537-538 N Wang, H Chen, and K H Kuo (1987), “Two-dimensional quasicrystal with eightfold rotational symmetry”, Physical Review Letters, Vol 59, No 9, pp 1010-1013 110 [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] F Krumeich, M Conrad, and B Harbrecht, “in Electron Microscopy 1994,” presented at the Proceedings of the 13th International Congress on Electron Microscopy, Les Editions de Physique, Les Uli R Li, Z Li, Z Dong, and K A Khor (2016), “A Review of Transmission Electron Microscopy of Quasicrystals—How Are Atoms Arranged?”, Crystals, Vol 6, No 9, p 105 W Hume-Rothery (1926), “Research on the Nature, Properties and Conditions of Formation of Intermetallic Compounds, with Special Reference to Certain Compounds of Tin”, Journal Institute of Metals, Vol 35, pp 295299 H Bakhtiari, M R Rahimipour, M Farvizi, and M R Khanzadeh (2021), “An Overview of Quasicrystals, Their Types, Preparation Methods, Properties”, Journal of Environmental Friendly Materials, Vol 5, No 1, pp 69-76 A P Tsai (1999), “Metallurgy of Quasicrystals,” in Physical Properties of Quasicrystals, Z M Stadnik Ed Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, pp 5-50 A Yamamoto (1996), “Crystallography of Quasiperiodic Crystals”, Acta Crystallographica Section A, Vol 52, No 4, pp 509-560 H Takakura, A Yamamoto, and A P Tsai (2001), “The structure of a decagonal Al72Ni20Co8 quasicrystal”, Acta Crystallographica Section A, Vol 57, No 5, pp 576-585 C Suryanarayana (2022), “Mechanical alloying: a critical review”, Materials Research Letters, Vol 10, No 10, pp 619-647 E Huttunen-Saarivirta (2004), “Microstructure, fabrication and properties of quasicrystalline Al–Cu–Fe alloys: a review”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 363, No 1, pp 154-178 C Suryanarayana (2019), “Mechanical Alloying: A Novel Technique to Synthesize Advanced Materials”, Research, Vol 2019, p 4219812 C Suryanarayana (2004), “Mechanical alloying and milling”, 1st Edition ed Boca Raton: CRC Press, p 488 Y Ji, M Kallio, and T Tiainen (2000), “Microstructural evolution of an Al92Mn6Ce2 alloy during mechanical alloying, hot extrusion and heattreatments”, Scripta Materialia, Vol 42, No 11, pp 1017-1023 C Suryanarayana (2001), “Mechanical alloying and milling”, Progress in Materials Science, Vol 46, No 1, pp 1-184 J Eckert, L Schultz, and K Urban (1991), “Formation of quasicrystalline and amorphous phases in mechanically alloyed Al-based and Ti Ni-based alloys”, Acta Metallurgica et Materialia, Vol 39, No 7, pp 1497-1506 S Yi, K B Kim, E Fleury, W T Kim, and D H Kim (2002), “Fabrication of a bulk icosahedral material through mechanical alloying of the powder mixture Ti41.5Zr41.5Ni17”, Materials Letters, Vol 52, No 1, pp 75-79 Y He, S J Poon, and G J Shiflet (1988), “Synthesis and Properties of Metallic Glasses That Contain Aluminum”, Science, Vol 241, No 4873, p 1640 111 A Inoue and H Kimura (2001), “Fabrications and mechanical properties of bulk amorphous, nanocrystalline, nanoquasicrystalline alloys in aluminumbased system”, Journal of Light Metals, Vol 1, No 1, pp 31-41 [86] M K Miller and P Liaw (2008), “Bulk Metallic Glasses” p 256 [87] N T H Oanh, N H Viet, D V Dudina, A M Jorge, and J.-S Kim (2017), “Structural characterization and magnetic properties of Al82Fe16TM2 (TM: Ti, Ni, Cu) alloys prepared by mechanical alloying”, Journal of NonCrystalline Solids, Vol 468, pp 67-73 [88] G J Shiflet, Y He, and S J Poon (1988), “Mechanical properties of aluminum-rich AlFeGd metallic glass”, Scripta Metallurgica, Vol 22, No 10, pp 1661-1664 [89] G J Shiflet, Y He, and S J Poon (1988), “Mechanical properties of a new class of metallic glasses based on aluminum”, Journal of Applied Physics, Vol 64, No 12, pp 6863-6865 [90] E Maciá, J.- Marie Dubois, and P Ann Thiel, “Quasicrystals,” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry [91] A P Tsai (2013), “Metallurgy of Quasicrystals: Alloys and Preparation”, MRS Bulletin, Vol 22, No 11, pp 43-47 [92] A Inoue, F Kong, S Zhu, C Liu, and F Al-Marzouki (2015), “Development and Applications of Highly Functional Al-based Materials by Use of Metastable Phases”, Materials Research, Vol 18, [93] T T Sasaki, T Ohkubo, and K Hono (2009), “Microstructure and mechanical properties of bulk nanocrystalline Al–Fe alloy processed by mechanical alloying and spark plasma sintering”, Acta Materialia, Vol 57, No 12, pp 3529-3538 [94] S S Nayak, B S Murty, and S K Pabi (2008), “Structure of nanocomposites of Al-Fe alloys prepared by mechanical alloying and rapid solidification processing”, Bulletin of Materials Science, Vol 31, No 3, pp 449-454 [95] X J Gu, F Ye, F Zhou, and K Lu (2000), “Pressure effect on crystallization of mechanically alloyed amorphous Al85Fe15 alloy”, Materials Science and Engineering: A, Vol 278, No 1, pp 61-65 [96] J.-M Dubois (2000), “New prospects from potential applications of quasicrystalline materials”, Materials Science and Engineering: A, Vol 294296, pp 4-9 [97] A Inoue (1998), “Amorphous, nanoquasicrystalline and nanocrystalline alloys in Al-based systems”, Progress in Materials Science, Vol 43, No 5, pp 365-520 [98] B J Yang, J H Yao, Y S Chao, J Q Wang, and E Ma (2010), “Developing aluminum-based bulk metallic glasses”, Philosophical Magazine, Vol 90, No 23, pp 3215-3231 [99] J Basu and S Ranganathan (2003), “Bulk metallic glasses: A new class of engineering materials”, Sadhana, Vol 28, No 3, pp 783-798 [100] J H Perepezko, R J Hebert, and W S Tong (2002), “Amorphization and nanostructure synthesis in Al alloys”, Intermetallics, Vol 10, No 11, pp 1079-1088 [85] 112 [101] T Masumoto (1994), “Recent progress in amorphous metallic materials in Japan”, Materials Science and Engineering: A, Vol 179-180, pp 8-16 [102] S Scudino et al (2011), “High-strength Al87Ni8La5 bulk alloy produced by spark plasma sintering of gas atomized powders”, Journal of Materials Research, Vol 24, No 9, pp 2909-2916 [103] Y Zou, K Kusabiraki, and S Saji (2002), “Effect of Ni addition on formation of amorphous and nanocrystalline phase during mechanical alloying of Al–25 at.%Fe–(5,10) at.%Ni powders”, Materials Research Bulletin, Vol 37, No 7, pp 1307-1313 [104] M Krasnowski and T Kulik (2009), “Nanocrystalline and amorphous Al–Fe alloys containing 60–85% of Al synthesised by mechanical alloying and phase transformations induced by heating of milling products”, Materials Chemistry and Physics, Vol 116, No 2, pp 631-637 [105] A Inoue, K Amiya, I Yoshii, H M Kimura, and T Masumoto (1994), “Production of Al-Based Amorphous Alloy Wires with High Tensile Strength by a Melt Extraction Method”, Materials Transactions, JIM, Vol 35, No 7, pp 485-488 [106] R Babilas et al (2021), “Glass-Forming Ability and Corrosion Resistance of Al88Y8−xFe4+x (x = 0, 1, at.%) Alloys”, Materials, Vol 14, No 7, p 1581 [107] I S Batraev et al (2021), “Structural transformations of a gas-atomized Al62.5Cu25Fe12.5 alloy during detonation spraying, spark plasma sintering and hot pressing”, Science of Sintering, Vol 53, No 3, pp 379-386 [108] P Urban, F Ternero, E S Caballero, S Nandyala, J M Montes, and F G Cuevas (2019), “Amorphous Al-Ti Powders Prepared by Mechanical Alloying and Consolidated by Electrical Resistance Sintering”, Metals, Vol 9, No 11, p 1140 [109] B Avar and S Ozcan (2015), “Characterization and amorphous phase formation of mechanically alloyed Co60Fe5Ni5Ti25B5 powders”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 650, pp 53-58 [110] B Avar, A K Chattopadhyay, T Simsek, T Simsek, S Ozcan, and B Kalkan (2022), “Synthesis and characterization of amorphous-nanocrystalline Fe70Cr10Nb10B10 powders by mechanical alloying”, Applied Physics A, Vol 128, No 6, p 537 [111] M GÖĞEbakan and B Avar (2011), “Structural evolutions of the mechanically alloyed Al70Cu20Fe10 powders”, Pramana, Vol 77, No 4, pp 735-747 [112] M Gogebakan and B Avar (2010), “Quasicrystalline phase formation during heat treatment in mechanically alloyed Al65Cu20Fe15 alloy”, Materials Science and Technology, Vol 26, No 8, pp 920-924 [113] B Zhu, X Wang, X Li, D Wang, Y Qin, and F Han (2014), “Bulk amorphous Al75V12.5Fe12.5−xCux alloys fabricated by consolidation of mechanically alloyed amorphous powders”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 586, pp 645-649 [114] N A Krapivka, S A Firstov, M V Karpets, A N Myslivchenko, and V F Gorban’ (2015), “Features of phase and structure formation in high-entropy 113 [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] alloys of the AlCrFeCoNiCux system (x = 0, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0)”, The Physics of Metals and Metallography, Vol 116, No 5, pp 467-474 J Mu et al (2009), “Synthesis and Properties of Al-Ni-La Bulk Metallic Glass”, Advanced Engineering Materials, Vol 11, No 7, pp 530-532 A P Tsai (2004), “A test of Hume-Rothery rules for stable quasicrystals”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 334-335, pp 317-322 A I Goldman and M Widom (1991), “Quasicrystal Structure and Properties”, Annual Review of Physical Chemistry, Vol 42, No 1, pp 685729 F Samavat, M H Tavakoli, S Habibi, B Jaleh, and P T Ahmad (2012), “Quasicrystals”, Open Journal of Physical Chemistry, Vol 2, No 1, pp 7-14 D Travessa, K Cardoso, W Wolf, A Jorge Junior, and W Botta (2012), “The Formation of Quasicrystal Phase in Al-Cu-Fe System By Mechanical Alloying”, Materials Research, Vol 15, pp 749-752 T P Yadav and N K Mukhopadhyay (2018), “Quasicrystal: a low-frictional novel material”, Current Opinion in Chemical Engineering, Vol 19, pp 163169 M Mitka, D Kalita, A Góral, and L Lityńska-Dobrzyńska (2020), “The Effect of Transition Metals on Quasicrystalline Phase Formation in Mechanically Alloyed Al65Cu20Fe15 Powder”, Archives of Metallurgy and Materials, Vol vol 65, No No 3, pp 1129-1133 R Divakar, D Sundararaman, and V S Raghunathan (1997), “Al-Cu-Fe quasicrystals: Stability and microstructure”, Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials, Vol 34, No 1, pp 263-269 E Giacometti, N Baluc, J Bonneville, and J Rabier (1999), “Microindentation of Al-Cu-Fe icosahedral quasicrystal”, Scripta Materialia, Vol 41, No 9, pp 989-994 W Wolf, C Bolfarini, C S Kiminami, and W J Botta (2019), “Fabrication of Al-matrix composite reinforced with quasicrystals using conventional metallurgical fabrication methods”, Scripta Materialia, Vol 173, pp 21-25 J M Silveyra, E Ferrara, D L Huber, and T C Monson (2018), “Soft magnetic materials for a sustainable and electrified world”, Science, Vol 362, No 6413, p eaao0195 M Mitka, A Góral, Ł Rogal, and L Lityńska-Dobrzyńska (2015), “Microstructure of mechanically alloyed and annealed Al62Cu25.5Fe12.5 powder”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 653, pp 47-53 S M Lee, H J Jeon, B H Kim, W T Kim, and D H Kim (2001), “Solidification sequence of the icosahedral quasicrystal forming Al–Cu–Fe alloys”, Materials Science and Engineering: A, Vol 304-306, pp 871-878 B Avar, M Gogebakan, and F Yilmaz (2008), “Characterization of the icosahedral quasicrystalline phase in rapidly solidified Al–Cu–Fe alloys”, Zeitschrift für Kristallographie, Vol 223, No 11-12, pp 731-734 H R Leonard, S Rommel, T J Watson, T Policandriotes, and M Aindow (2019), “Development of quasicrystal morphology in gas-atomized icosahedral-phase-strengthened aluminum alloy powders”, Materials & Design, Vol 182, p 108094 114 [130] S D Kaloshkin, V V Tcherdyntsev, A I Salimon, I A Tomilin, T Spataru, and G Principi (2002), “Mössbauer and X-Ray Diffraction Study of the Phase and Structure Transformations During Annealing of Mechanically Alloyed Al65Cu23Fe12”, Hyperfine Interactions, Vol 139, No 1, pp 399-405 [131] P Barua, V Srinivas, and B S Murty (2000), “Synthesis of quasicrystalline phase by mechanical alloying of Al70Cu20Fe10”, Philosophical Magazine A, Vol 80, No 5, pp 1207-1217 [132] D M Hulbert et al (2008), “The absence of plasma in “spark plasma sintering”“, Journal of Applied Physics, Vol 104, No 3, p 033305 [133] U Anselmi-Tamburini (2021), “Spark Plasma Sintering,” in Encyclopedia of Materials: Technical Ceramics and Glasses, M Pomeroy Ed Oxford: Elsevier, pp 294-310 [134] X Yong, I T Chang, and I P Jones (2005), “Formation of a quasicrystalline phase in mechanically alloyed Al65Cu25Fe15”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 387, No 1, pp 128-133 [135] N Asahi, T Maki, S Matsumoto, and T Sawai (1994), “Quasicrystallization characteristics of mechanically alloyed Al65Cu20Fe15 powder”, Materials Science and Engineering: A, Vol 181-182, pp 841-844 [136] O Nguyen Thi Hoang, V Nguyen Hoang, J.-S Kim, and V D Dudina (2017), “Structural Investigations of TiC–Cu Nanocomposites Prepared by Ball Milling and Spark Plasma Sintering”, Metals, Vol 7, No 4, [137] N Thi Hoang Oanh, N Hoang Viet, J.-S Kim, and A Moreira Jorge Junior (2017), “Characterization of In-Situ Cu–TiH2–C and Cu–Ti–C Nanocomposites Produced by Mechanical Milling and Spark Plasma Sintering”, Metals, Vol 7, No 4, [138] N H Viet, N T Oanh, J.-S Kim, and A M Jorge (2018), “Crystallization Kinetics and Consolidation of Al82La10Fe4Ni4 Glassy Alloy Powder by Spark Plasma Sintering”, Metals, Vol 8, No 10, [139] N H Viet, N T H Oanh, P N D Quynh, T Q Lap, and J S Kim (2015), “Thermal Stability of Amorphous Al-Fe-Y Prepared by Mechanical Alloying”, Materials Science Forum, Vol 804, pp 271-274 [140] H N Viet, T N Oanh, J.-S Kim, and M A Jorge (2018), “Crystallization Kinetics and Consolidation of Al82La10Fe4Ni4 Glassy Alloy Powder by Spark Plasma Sintering”, Metals, Vol 8, No 10, [141] N H Viet, N T H Oanh, P N D Quynh, T Q Lap, and J.-S Kim, “Bulk Amorphous Al80Fe20 Produced by Mechanical Alloying and Spark-Plasma Sintering,” presented at the The second International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (ICAMN2014) ISBN:978-604-911-946-0, 2014 [142] V H Nguyen, O T H Nguyen, D V Dudina, V V Le, and J.-S Kim (2016), “Crystallization Kinetics of Al-Fe and Al-Fe-Y Amorphous Alloys Produced by Mechanical Milling”, Journal of Nanomaterials, Vol 2016, p [143] P P Choi, J S Kim, O T H Nguyen, and Y S Kwon (2007), “Ti50Cu25Ni20Sn5 bulk metallic glass fabricated by powder consolidation”, Materials Letters, Vol 61, No 23, pp 4591-4594 115 [144] H X Khoa, N Q Tuan, Y H Lee, B H Lee, N H Viet, and J S Kim (2013), “Fabrication of Fe-TiB2Composite Powder by High-Energy Milling and Subsequent Reaction Synthesis”, Journal of Korean Powder Metallurgy Institute, Vol 20, No 3, pp 221-227 [145] N Doebelin and R Kleeberg (2015), “Profex: a graphical user interface for the Rietveld refinement program BGMN”, (in eng), J Appl Crystallogr, Vol 48, No Pt 5, pp 1573-1580 [146] A Takeuchi and A Inoue (2006), “Analyses of characteristics of atomic pairs in ferrous bulk metallic glasses using classification of bulk metallic glasses and pettifor map”, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, Vol 8, [147] D Duc Dung and S Cho (2013), “Anomalous Hall effect in epitaxially grown ferromagnetic FeGa/Fe3Ga hybrid structure: Evidence of spin carrier polarized by clusters”, Journal of Applied Physics, Vol 113, No 17, p 17C734 [148] Y Xu, S Zhou, B Liao, S Zhao, X Dai, and D Chen (2019), “Effect of milling time on the microstructure and magnetic properties of amorphous Ti50Fe50 alloys prepared by mechanical alloying”, Journal of Materials Research and Technology, Vol 8, No 5, pp 3929-3935 [149] P T Phong, N X Phuc, P H Nam, N V Chien, D D Dung, and P H Linh (2018), “Size-controlled heating ability of CoFe2O4 nanoparticles for hyperthermia applications”, Physica B: Condensed Matter, Vol 531, pp 30-34 [150] A H Taghvaei et al (2012), “Microstructure and magnetic properties of amorphous/nanocrystalline Co40Fe22Ta8B30 alloy produced by mechanical alloying”, Materials Chemistry and Physics, Vol 134, No 2, pp 1214-1224 [151] G Abrosimova, V Chirkova, E Pershina, N Volkov, I Sholin, and A Aronin (2022), “The Effect of Free Volume on the Crystallization of Al87Ni8Gd5 Amorphous Alloy”, Metals, Vol 12, No 2, p 332 [152] A V Paustovskii, Y V Gubin, and Y A Kunitskii (2001), “On the Relationship between Residual Stresses and Structural Characteristics of Amorphous Alloys”, Materials Science, Vol 37, No 1, pp 73-79 [153] M A Nowroozi and H Shokrollahi (2013), “Magnetic and structural properties of amorphous/nanocrystalline Fe42Ni28Zr8Ta2B10C10 soft magnetic alloy produced by mechanical alloying”, Advanced Powder Technology, Vol 24, No 6, pp 1100-1108 [154] G Li et al (2010), “Influences of Similar Elements on Glass Forming Ability and Magnetic Properties in Al-Ni-La Amorphous Alloy”, Journal of Materials Science & Technology, Vol 26, No 2, pp 146-150 [155] Y Shen and J H Perepezko (2017), “Al-based amorphous alloys: Glassforming ability, crystallization behavior and effects of minor alloying additions”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 707, pp 3-11 [156] C Dong et al (2007), “From clusters to phase diagrams: composition rules of quasicrystals and bulk metallic glasses”, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol 40, No 15, pp R273-R291 116 [157] I Börner and J Eckert (2001), “Phase formation and properties of mechanically alloyed amorphous Al85Y8Ni5Co2”, Scripta Materialia, Vol 45, No 2, pp 237-244 [158] X Wei, F Han, X Wang, X Wang, and C e Wen (2010), “Fabrication of Al-based bulk metallic glass by mechanical alloying and vacuum hot consolidation”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 501, No 1, pp 164167 [159] M Tavoosi, F Karimzadeh, M H Enayati, and H S Kim (2012), “Consolidation of amorphous Al80Fe10Ti5Ni5 powders by hot pressing”, Journal of Nanomaterials, Vol 2012, p 814915 [160] W Zhang et al (2017), “Effect of substituting elements on thermal stability and glass-forming ability of an Al-based AlNiEr metallic glass”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 707, pp 97-101 [161] Z Zhang, X Z Xiong, W Zhou, and J F Li (2013), “Influence of substitution of La by Ce on the glass forming ability and crystallization behavior of Al– Ni–La alloys”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 576, pp 181-186 [162] V Nguyen Hoang, D N Binh, P N D Quynh, and N T H Oanh (2019), “Crystallization of Al-Ni-La gas atomized powders”, Journal of Science and Technology of Metals, No 83, pp 43-46 [163] V A P Rodríguez et al (2019), “Fe50Ni50 synthesized by high energy ball milling: A systematic study using X-ray diffraction, EXAFS and Mössbauer methods”, Materials Characterization, Vol 149, pp 249-254 [164] B L Chu, S M Lee, and T P Perng (1991), “Formation of amorphous Ti‐ Fe alloys by mechanical alloying”, Journal of Applied Physics, Vol 69, No 8, pp 4211-4215 [165] A TAKEUCHI and A INOUE (2006), “Analyses of characteristics of atomic pairs in ferrous bulk metallic glasses using classification of bulk metallic glasses and pettifor map”, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, Vol 8, No 5, pp 1679 - 1684 [166] X Wang, D Wang, B Zhu, Y Li, and F Han (2014), “Crystallization kinetics and thermal stability of mechanically alloyed Al76Ni8Ti8Zr4Y4 glassy powder”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 385, pp 111–116 [167] T Klein and O G Symko (1994), “Formation of AlCuFe quasicrystalline thin films by solid state diffusion”, Applied Physics Letters, Vol 64, No 4, pp 431-433 [168] S Lerdkanchanaporn and D Dollimore (1998), “An investigation of the evaporation of stearic acid using a simultaneous TG-DTA unit”, Thermochimica Acta, Vol 324, No 1, pp 15-23 [169] K Park, D Kim, K Kim, S Cho, and H Kwon (2019), “Behavior of Intermetallic Compounds of Al-Ti Composite Manufactured by Spark Plasma Sintering”, Materials, Vol 12, No 2, p 331 [170] M Gogebakan, B Avar, and O Uzun (2009), “Quasicrystalline phase formation in the conventionally solidified Al-Cu-Fe system”, MATERIALS SCIENCE-POLAND, Vol 27, pp 919-926 [171] P Barua, B S Murty, B K Mathur, and V Srinivas (2002), “Nanostructured icosahedral phase formation in Al70Cu20Fe10 by mechanical alloying: 117 [172] [173] [174] [175] [176] [177] Comprehensive study”, Journal of Applied Physics, Vol 91, No 8, pp 53535359 A I Salimon, A A Stepashkin, V V Tcherdyntsev, L K Olifirov, M V Klyueva, and S D Kaloshkin (2017), “Towards the growth of single quasicrystalline grains in Al-Cu-(Fe, Cr) alloys after mechanical alloying and subsequent high temperature heating”, Journal of Alloys and Compounds, Vol 720, pp 95-104 Z Wang and W Zhao (2012), “Mg-Based Quasicrystals,” in New Features on Magnesium Alloys, W A Monteiro Ed.: IntechOpen, pp 1-28 W Feng, D D Dung, and S Cho (2010), “Ferromagnetism in tetragonally distorted chromium”, Physical Review B, Vol 82, No 13, p 132401 W Feng, D D Dung, J Choi, Y Shin, and S Cho (2010), “Epitaxial growth and ferrimagnetic properties of Mn film on GaSb(100)”, Journal of Applied Physics, Vol 107, No 9, p 09E304 M Roy (2006), “Formation and magnetic properties of mechanically alloyed Al65Cu20Fe15 quasicrystal”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol 302, No 1, pp 52-55 M Pillaca Quispe et al (2016), “Influence of high energy milling on the microstructure and magnetic properties of the Al–Cu–Fe phases: the case of the i-Al64Cu23Fe13 quasicrystalline and the ω-Al70Cu20Fe10 crystalline phases”, RSC Advances, 10.1039/C5RA21093C Vol 6, No 7, pp 5367-5376 118