鍍膜對非晶合金力學性能的影響.pdf

1、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

2、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

3、是用化學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

4、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

5、含有鎳原子，因此其在化學鍍過程中具有自催化作用，因此可以用化學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。