塊狀非晶合金的微區(qū)形變.pdf

1、塊狀非晶合金 (BMG) 是一種新型金屬材料，獨(dú)特的長(zhǎng)程無序、短程有序的原子結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)異的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，在過去的十幾年中引起了人們廣泛的興趣和重視。作為一種潛在的結(jié)構(gòu)和功能材料，研究不同加載條件下塊狀非晶合金的形變行為將密切關(guān)系到其工程應(yīng)用的成功與否。 非晶合金的塑性形變行為分為非均勻形變和均勻形變兩種：低溫 (如室溫) 下，非晶合金呈現(xiàn)非均勻形變特征，表現(xiàn)為局部剪切帶的形成及快速擴(kuò)展從而導(dǎo)致失效的突然發(fā)生。剪切帶內(nèi)自

2、由體積的生成導(dǎo)致非晶結(jié)構(gòu)的軟化或粘滯性的降低，是發(fā)生塑性形變和斷裂的根本原因。同時(shí)，由塑性形變所引起的非晶合金原子自由體積的增加，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致原子擴(kuò)散性增強(qiáng)以及原子的重新排列，由此引發(fā)非晶合金形變區(qū)域內(nèi)的晶化現(xiàn)象；高溫下 (環(huán)境溫度超過0.7Tg)，非晶合金的形變?yōu)榫鶆蛐巫?，顯示出極高的塑性。受溫度和應(yīng)變速率的影響，均勻流變又分為牛頓粘滯流變(Newtonian viscous flow)和非牛頓粘滯流變(non-Newtonian vi

3、scous flow)，自由體積的產(chǎn)生和湮滅相互間的競(jìng)爭(zhēng)是兩種粘滯流變行為轉(zhuǎn)變的主導(dǎo)因素。 本文選取具有很強(qiáng)非晶形成能力和優(yōu)異性能的 Zr 基塊狀非晶合金作為研究對(duì)象，利用納米壓痕產(chǎn)生高度集中的機(jī)械形變方法，并結(jié)合高分辨電子顯微術(shù)，研究了微小尺度形變——納米壓痕下塊狀Zr<,55>AI<,10>Ni<,5>Cu<,30>非晶合金多軸加載下微觀結(jié)構(gòu)的演變特征。結(jié)果表明：圍繞著壓痕周圍形成了離散的剪切帶，意味著非晶合金塑性形變以高度