塊體非晶合金亦稱為塊體金屬玻璃,其結(jié)構(gòu)排列方式在原子尺度上與普通晶體金屬材料不同,大量的衍射實驗結(jié)果證實了其原子排列并非如晶體般呈現(xiàn)周期性長程有序狀態(tài),也不存在晶體材料中常見的如位錯、晶界等點陣缺陷。非晶合金因其結(jié)構(gòu)特性而具有良好的物理化學(xué)性能使得非晶材料在航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。在非晶體系中,Zr基非晶合金因其低成本、高強度和大玻璃成形能力等特性引起了業(yè)界廣泛關(guān)注,其具有較強的玻璃成形能力和較寬的過冷液相區(qū),便于利用不太復(fù)雜的設(shè)備制出尺寸較大的非晶合金塊體,同時制備出的塊體非晶合金具有高強度、高彈性、優(yōu)良的耐腐蝕性及優(yōu)異的加工成形等性能,在航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用前景極為廣闊。因此近30年來,Zr基非晶合金體系的研究層出不窮,包括非晶形成機制及非晶材料斷裂機制、疲勞斷裂特性和裂紋尖端的擴展特性的研究,然而Zr基非晶合金常采用吸鑄的形式制造,試件內(nèi)部常有氣孔等缺陷,在其特殊的服役條件下,力熱耦合特別是疲勞載荷作用會使試件的力學(xué)性能發(fā)生突變,使得服役性能發(fā)生改變,因此研究Zr基非晶合金在力熱耦合下的氧化行為及應(yīng)力誘導(dǎo)下的晶化行為很有必要。本文旨在研究Zr基非晶合金在高溫環(huán)境... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

帶狀非晶合金塊體非晶合金

.1 塊體非晶合金的原子結(jié)構(gòu)塊體非晶合金又稱塊體金屬玻璃，由于其是通過極速冷卻凝固得到，隨著速降低或壓力的迅速增加，過冷液體的黏度急劇增加，在凝固過程中，過動力學(xué)行為變得異常緩慢，內(nèi)部的原子來不及有序排列結(jié)晶形成穩(wěn)定的序狀態(tài)，并在某一溫度經(jīng)歷玻璃轉(zhuǎn)變而變成非晶態(tài)物質(zhì)，因此其結(jié)構(gòu)在原，相比于普通晶體金屬材料原子周期性排列狀態(tài)，大量的衍射實驗結(jié)果證排列并非周期性長程有序的排布結(jié)構(gòu)，而是長程無序短程有序的狀態(tài)[10]，向分布函數(shù)，即以統(tǒng)計學(xué)規(guī)律描述某電子周圍粒子在空間分布幾率的方非晶態(tài)合金結(jié)構(gòu)，如圖 1.2 為晶態(tài)材料與非晶態(tài)材料數(shù)值密度函數(shù)隨距離意圖。從 X 射線衍射強度圖中可以看出，晶態(tài)材料存在明確、銳利的衍射晶態(tài)只有較圓滑的峰，在 XRD 衍射結(jié)果中非晶合金顯示為漫射的饅頭峰表特定晶相的尖銳衍射峰凸起[11]。因其內(nèi)部不存在晶胞、晶粒等周期性結(jié)也不存在易在力學(xué)作用下使使結(jié)構(gòu)失效的滑移、位錯等晶體材料中常見陷，可被認(rèn)為是一種處于非平衡態(tài)的“凍結(jié)的液體”[12-13]。

圖 1.3 晶態(tài)與非晶態(tài)結(jié)構(gòu)差異[16]無規(guī)密堆模型：如圖 1.4 為非晶態(tài)硬球無規(guī)密堆模型，該模型是述非晶態(tài)原子結(jié)構(gòu)的模型，它是英國牛津大學(xué)的 J.D.Bernal 于結(jié)構(gòu)模型，他將非晶合金內(nèi)部的原子假定為體積不可壓縮的球徑相同，用相同直徑的鋼球隨機堆積來模擬液體環(huán)境下原子的組成成分的不同直徑的硬球原子隨機混亂、致密排列，且球與球另一球體的空洞空間，該模型認(rèn)為，在空間內(nèi)，當(dāng)兩原子間距離，它們之間的相關(guān)性很弱可忽略不計。 “無規(guī)”是即原子結(jié)構(gòu)中的排列狀態(tài)，它體現(xiàn)了非晶合金材料在宏觀上的各向同性，類似性；“密堆”是指在空間結(jié)構(gòu)中原子致密排列[17]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ni-Based Metallic Glass Composites Containing Cu-Rich Crystalline Nanospheres[J]. Yao-Yao Xi,Jie He,Xiao-Jun Sun,Wang Li,Jiu-Zhou Zhao,Hong-Ri Hao,Ting Xiong.  Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2018(11)
[2]元素微調(diào)對機械合金化Al-Cu-Ti非晶合金成分優(yōu)化的影響（英文）[J]. 談?wù)?薛云飛,程興旺,張龍,陳為為,王魯,張海峰,付華萌.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[3]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華.  物理學(xué)進展. 2013(05)
[4]鋯基非晶質(zhì)合金在300～500℃空氣中之氧化行為研究[J]. 謝心心,開物,聶臺剛,河村能人.  電化學(xué). 2003(02)
[5]不透明玻璃顯現(xiàn)出的曙光——塊體金屬玻璃的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用[J]. 潘明祥,汪衛(wèi)華.  物理. 2002(07)
[6]鋯基大塊非晶合金玻璃轉(zhuǎn)變和晶化的動力學(xué)效應(yīng)[J]. 莊艷歆,趙德乾,張勇,汪衛(wèi)華,潘明祥.  中國科學(xué)(A輯). 2000(05)
[7]新型多組元大塊非晶合金材料的發(fā)現(xiàn)與研究進展[J]. 汪衛(wèi)華,王文魁.  物理. 1998(07)

博士論文
[1]接近服役條件材料力學(xué)性能原位測試裝置設(shè)計分析與試驗研究[D]. 李檸.吉林大學(xué) 2017



本文編號：2926045