金屬玻璃原子尺度的鍵結構和分形結構研究.pdf

1、金屬玻璃具有復雜的原子尺度微觀結構，相關的研究一直以來都是極富有挑戰(zhàn)性的熱點。本文采用Raman散射的方法結合XPS全稱（XPS）測試，研究了Ti基金屬玻璃的方向鍵特征；基于Ti、Zr和La基三類金屬玻璃的Raman光譜，揭示了影響金屬玻璃的玻璃形成能力（GFA）的結構起源；根據中程序的堆垛方式，采用重整化群方法研究了Zr基金屬玻璃的分形結構特點。
　　為了研究金屬玻璃中局域鍵結構，本文選取了高 GFA的Ti40Zr25Ni3Cu

2、12Be20塊體金屬玻璃研究其行為。采用XPS證明了該合金中方向鍵的形成，且該方向鍵主要是Be-Ni和Be-Cu鍵。采用Raman光譜的方法結合數(shù)值模擬，再次證實了該合金中局部的鍵結構，并利用方向鍵解釋了Be添加可以增強Ti基金屬玻璃GFA的事實和金屬玻璃中反常的電阻溫度系數(shù)(TCR)。
　　為了研究金屬玻璃的Raman光譜與GFA的關系，本文分別選取了Ti、Zr和La三類金屬玻璃的Raman光譜，其中每類金屬玻都選取了不同GFA

3、的成分。實驗表明：主要由三部分貢獻，即橫波聲學模(TA)，縱波聲學模(LA)振動模式和代表方向鍵的光學模振動模式。我們采用高斯型函數(shù)和洛倫茲型函數(shù)擬合該光譜發(fā)現(xiàn)：各個振動模式的線形相互交疊，并不是明顯獨立。光學振動模式與聲學振動模式的交疊說明原子的局域振動可以通過某種轉化變換為集體振動。本文基于Raman光譜，從集體協(xié)同振動和原子局部運動與原子結構之間關系的角度研究了塊體金屬玻璃的GFA，并以Ti基，Zr基和La基金屬玻璃為例，從Ram

4、an光譜中提取出了一個簡單的參數(shù)η=ITA/ITO（ITA和ITO分別表示TA模和TO模的Raman強度）來表征塊體金屬玻璃的GFA。GFA與η幾乎成簡單的單調遞減線性關系，即η越低，GFA越高。而且在Zr基金屬玻璃中，參數(shù)η與表征GFA的脆性系數(shù)m之間亦存在簡單的線形關系。
　　考慮到金屬玻璃中集體運動的特點，其集體運動主要由中程序的運動產生。而金屬玻璃中的中程序的堆垛具有分形的特征，而且分形是一種隨機分形。但是這種只在中程序尺