本文關(guān)鍵詞：鍍膜對非晶合金力學(xué)性能的影響

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【摘要】：非晶合金長程無序短程有序的結(jié)構(gòu)特征賦予了它很多與眾不同的力學(xué)性能和不同于傳統(tǒng)材料的變形機制，也正因如此，金屬玻璃自從被發(fā)明以來，受到了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。它所具有的高強度，大的彎曲韌性，低磨損率，高硬度，良好的耐蝕、抗氧化性能使其成為了科學(xué)家新的研究焦點。但是由于非晶合金本身沒有像晶體中由位錯調(diào)解形成的變形滑移帶，導(dǎo)致非晶合金總是有不均勻的塑性變形伴隨著這些優(yōu)異的性能同時出現(xiàn)。據(jù)目前的研究可知，非晶具有一種獨特的變形機制，那就是通過剪切帶變形，又由于在剪切帶在擴展的過程中得不到任何抑制，導(dǎo)致非晶在變形時總是因為單一剪切帶的快速貫穿而呈現(xiàn)出低塑性甚至零塑性。由此，非晶的脆性就成為非晶合金工程應(yīng)用的一個瓶頸，限制了其它優(yōu)異性能的發(fā)揮。 本文通過在Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5(Vit105)的非晶合金基體的表面鍍兩種不同的薄膜，來改善非晶基體的塑性。第一種是通過電鍍的方法在非晶的表面鍍一層金屬鎳，并檢測了其對非晶室溫壓縮和彎曲性能的影響；第二種是用化學(xué)沉積的方法在非晶表面沉積Ni-P合金，并測試了鍍膜后非晶的室溫拉伸和壓縮性能。研究結(jié)果表明： （1）鍍鎳后，抗彎強度和撓度隨著鍍層厚度的增加都有顯著的增加。也就是說電鍍完鎳之后，非晶的塑性有了顯著的提高，而且鎳層越厚，塑性越好。與此同時，鎳層還改變了板狀試樣彎曲時的應(yīng)力狀態(tài)，正常情況下，三點彎曲是一種拉壓對稱的試驗，即中性層位于板狀試樣高度的中間，由于鍍膜后在受力時膜層與非晶基體剝離，使應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了改變，而應(yīng)力狀態(tài)的改變導(dǎo)致了實驗過程中中性層向受壓一側(cè)移動。 （2）對于電鍍鎳室溫單軸壓縮試驗，電鍍3h，鍍層厚度為60μm時，試樣的塑性應(yīng)變?yōu)?%，比未鍍樣品（純非晶）提高了7%，但是電鍍6h，鍍層厚度為100μm時，樣品的壓縮塑性并沒有比鍍層厚度為60μm時的好，這說明，對于壓縮樣品，合適的鍍層厚度可以提高其塑性，但鍍層厚度并不是越厚越好。 （3）由于Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5(Vit105)的非晶合金本身含有鎳原子，因此其在化學(xué)鍍過程中具有自催化作用，因此可以用化學(xué)沉積的方法對其進行鍍鎳磷合金，研究中發(fā)現(xiàn)，隨著鍍液pH值得提高，鍍層磷含量和鍍層質(zhì)量均有所下降，而且隨著pH值的升高鍍層結(jié)構(gòu)有從非晶到晶體轉(zhuǎn)變的趨勢。 （4）化學(xué)鍍鎳磷后，由于鍍層與非晶基體的結(jié)合非常好，非晶的室溫壓縮塑性有了顯著提高，尤其是pH=5.7時，塑性應(yīng)變達到了4.5%，而且因為鎳磷鍍層的強度要比金屬鎳的強度高，因此總體的強度的下降并不是很明顯。 （5）由于鎳磷合金鍍層與基體結(jié)合非常好，，因此推斷鍍完鎳磷后可以提高非晶的拉伸塑性，但是由于鍍層的強度小于基體的強度，鍍完鎳磷合金后，非晶的塑性并沒有得到提高，因此可以得出化學(xué)鍍鎳磷并不能提高非晶合金的室溫拉伸塑性。
【關(guān)鍵詞】：非晶合金 電鍍 化學(xué)鍍 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要3-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 非晶合金的定義和發(fā)展概況11-16
• 1.1.1 非晶的定義11-12
• 1.1.2 非晶合金的發(fā)展概況12-16
• 1.2 非晶合金的制備和力學(xué)性能16-18
• 1.2.1 非晶合金的制備方法16
• 1.2.2 非晶合金的力學(xué)性能16-18
• 1.3 非晶合金形成的基本原理18-21
• 1.3.1 非晶態(tài)合金形成熱力學(xué)18-20
• 1.3.2 非晶合金形成動力學(xué)20-21
• 1.4 非晶合金的應(yīng)用21-22
• 1.5 本文研究的意義及內(nèi)容22-25
• 第二章 實驗方法25-33
• 2.1 試驗樣品的制備25-28
• 2.1.1 母合金及塊狀非晶合金的制備25-26
• 2.1.2 試樣樣品的制備26-28
• 2.2 電鍍和化學(xué)鍍工藝28-30
• 2.2.1 電鍍工藝28-29
• 2.2.2 化學(xué)鍍工藝29-30
• 2.3 力學(xué)性能試驗30-31
• 2.3.1 壓縮試驗30
• 2.3.2 三點彎曲試驗30-31
• 2.3.3 拉伸試驗31
• 2.4 成分及形貌分析31-33
• 2.4.1 X-射線衍射分析（XRD）31-32
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡觀察（SEM）32-33
• 第三章 電鍍鎳對非晶力學(xué)性能的影響33-49
• 引言33
• 3.1 實驗結(jié)果33-41
• 3.1.1 電鍍鎳后室溫壓縮的結(jié)果34-38
• 3.1.2 電鍍鎳后三點彎曲的結(jié)果38-41
• 3.2 Vit105 鍍鎳后室溫壓縮的特點41-43
• 3.3 Vit105 鍍鎳后三點彎曲的特點43-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 化學(xué)鍍鍍鎳磷合金對非晶力學(xué)性能的影響49-63
• 引言49-50
• 4.1 化學(xué)鍍鎳磷合金的理論基礎(chǔ)50-52
• 4.2 鍍層成分及表面形貌檢測結(jié)果分析52-55
• 4.3 Vit105 化學(xué)鍍鎳磷后的室溫壓縮結(jié)果及分析55-60
• 4.4 Vit105 化學(xué)鍍鎳磷后的室溫拉伸結(jié)果及分析60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第五章 結(jié)論63-65
• 參考文獻65-71
• 致謝71-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 T.G.Nieh;;Effect of surface modifications on shear banding and plasticity in metallic glasses:An overview[J];Progress in Natural Science:Materials International;2012年05期

本文編號：547405