Zr基金屬玻璃的玻璃形成能力、原子結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究.pdf

1、金屬玻璃是材料領(lǐng)域中相對年輕的成員，不過由于其不同于傳統(tǒng)晶體材料的結(jié)構(gòu)和所具有的優(yōu)異性能，受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。目前，金屬玻璃的尺寸和塑性是兩個限制其工業(yè)應(yīng)用的主要問題。因此，本文針對這兩個問題對Zr基金屬玻璃Zr-(Cu-Ag)-(Ni-Co)-Al-Be和Zr-Ti-Ni體系展開了系統(tǒng)的研究，獲得了以下主要成果:
　　1)通過微量添加Be元素和用(Ni/Co)替換(Cu/Ag)使(Zr46(Cu4.5/5.5Ag1/5.

2、5)46-y(Ni1/2Co1/2)yAl8)100-xBex(x=0-10 at.％andy=2 to6 at.％)大塊金屬玻璃的玻璃形成能力得到顯著提高。當(dāng)x=7 at.％，y=4 at.％時，在系列中具有最大的玻璃形成能力，過冷液相區(qū)⊿Tx=105 K,約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg=0.643以及γ參數(shù)γ=0.449。通過對熔體性能和熱力學(xué)方面的探討，我們發(fā)現(xiàn)強玻璃形成能力主要歸因于原子更為密集的堆積和相對于晶態(tài)更低的吉布斯自由能差。<

3、br>　　2)通過XRD、X射線吸收精細結(jié)構(gòu)(EXAFS)和納米壓痕技術(shù)方法對Zr65TixNi35-x(x=0，5and10 at.％)的原子結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能進行了研究。實驗證明，Ti的添加，有利于類二十面體團簇的產(chǎn)生，使得Zr和Ni原子周邊的環(huán)境接近12配位并且更為殼層有序。然而，Ti的添加使得ZrTiNi金屬玻璃材料的塑性變差，剪切轉(zhuǎn)變區(qū)STZ體積變小。結(jié)果說明高塑性的金屬玻璃材料應(yīng)當(dāng)具有較少的二十面體短程結(jié)構(gòu)和大的剪切轉(zhuǎn)變區(qū)體積。