金屬玻璃由于其無序的原子排列而具有很多獨特的性能,其中Fe基金屬玻璃具有相對低廉的價格、優(yōu)異的力學、軟磁性和強耐腐蝕性能,備受人們關注,但其較低的玻璃形成能力限制了它們的工程應用。材料的微觀結構決定了宏觀性能,因此從微觀原子尺度了解金屬玻璃結構及其形成機理有利于開發(fā)出更高玻璃形成能力和高性能的金屬玻璃體系。此外,金屬玻璃一般由金屬熔體快速冷卻制備,但人們對金屬熔體的原子結構及其演變規(guī)律、形核等過程的了解并不深入,所以從低熔點金屬出發(fā)來研究液體結構及其極端條件下的結構演變規(guī)律有助于新材料的開發(fā)。本論文主要采用同步輻射X射線衍射和吸收譜技術結合理論計算,從原子尺度研究了微量元素的添加對金屬玻璃結構及其玻璃形成能力的影響,分析了 Ga-In金屬液體高溫、高壓極端條件下的結構及其演變規(guī)律,探討了金屬液體的形核過程。具體研究內容如下所示:第一章簡單介紹了金屬玻璃的發(fā)展,潛在應用,形成機制和相關結構模型,同時討論了金屬液體的結構特征和研究進展。第二章主要介紹了本論文用到的金屬玻璃和金屬液體的實驗測量技術和比較流行的理論模擬方法。其中實驗測量技術包括X射線衍射,X射線吸收譜;理論模擬方法包括經(jīng)典分子... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 無序合金
    1.2 金屬玻璃
        1.2.1 金屬玻璃發(fā)展概述
        1.2.2 金屬玻璃性能及應用
        1.2.3 金屬玻璃的形成
        1.2.4 金屬玻璃結構特征
        1.2.5 金屬玻璃結構模型
    1.3 金屬液體
        1.3.1 金屬液體結構特征
        1.3.2 金屬液體結構研究進展
            1.3.2.1 短程序和中程序
            1.3.2.2 近鄰收縮現(xiàn)象
            1.3.2.3 液液轉變現(xiàn)象
            1.3.2.4 液體晶化現(xiàn)象
        1.3.3 Ga基低熔點合金研究進展
    1.4 本論文的立體依據(jù)和主要內容
第二章 實驗技術和模擬分析方法
    2.1 實驗測量技術
        2.1.1 同步輻射X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)
        2.1.2 同步輻射X射線吸收譜(X-ray absorption fine structure XAFS)
    2.2 計算機模擬方法
        2.2.1 分子動力學模擬
            2.2.1.1 經(jīng)典分子動力學模擬(Classical Molecular Dynamic simulation,MD)
            2.2.1.2 從頭算分子動力學模擬(Abinitio Molecular Dynamic simulation,AIMD)
        2.2.2 逆蒙特卡羅模擬(Reverse Monte Carlo simulation,RMC)
    2.3 結構分析方法
        2.3.1 雙體相關函數(shù)(Pair distribution function, g(r))
        2.3.2 結構因子(Structure factor,S(q))
        2.3.3 鍵角分布函數(shù)(Bond angle distribution,BAD)
        2.3.4 Voronoi分形(Voronoi tessellation analysis, VT)
        2.3.5 鍵取向序參數(shù)(Bond-orientational order parameter,BOO parameter)
        2.3.6 原子團簇結構較正方法(Atomic cluster alignment method,ACA)
        2.3.7 最近鄰關系指數(shù)(Nearest-neighbor correlation index, C_(ij))
第三章 鐵基金屬玻璃的原子結構研究
    3.1 引言
    3.2 實驗和模擬
        3.2.1 高能X射線衍射
        3.2.2 X射線擴展精細結構
        3.2.3 熱力學性能測試
        3.2.4 逆蒙特卡洛模擬
        3.2.5 從頭算分子動力學計算
    3.3 結果及討論
    3.4 本章小結
第四章 溫度誘導GaIn金屬液體結構演化研究
    4.1 引言
    4.2 實驗和模擬
        4.2.1 原位X射線衍射實驗
        4.2.2 熱膨脹實驗
        4.2.3 從頭算分子動力學計算
    4.3 結果及討論
        4.3.1 GaIn共晶合金高溫下的液液結構轉變
        4.3.2 Ga-In合金體系液體結構演化
        4.3.3 GaIn共晶合金過冷液體結構及晶化現(xiàn)象
    4.4 本章小結
第五章 壓力誘導GaIn金屬液體結構演化研究
    5.1 引言
    5.2 實驗和模擬
        5.2.1 原位高壓X射線衍射
        5.2.2 從頭算分子動力學計算
    5.3 結果及討論
        5.3.1 室溫高壓下液體GaIn共晶合金結構演化
        5.3.2 高溫高壓下液體GaIn共晶合金結構演化
    5.4 本章小結
第六章 總結
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的文章
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Recent Developments in Functional Crystals in China[J]. Jiyang Wang,Haohai Yu,Yicheng Wu,Robert Boughton.  Engineering. 2015(02)



本文編號：3192085