金屬玻璃形成液體的脆性研究.pdf

1、與聚合物、小分子等非金屬物質(zhì)的液體脆性研究相比，人們對(duì)金屬玻璃形成液體的脆性認(rèn)識(shí)才剛剛開(kāi)始。研究金屬液體的脆性性質(zhì)與液體中微觀或固體中宏觀性質(zhì)的聯(lián)系以及研究其液體的脆性與能量圖譜的聯(lián)系，對(duì)于揭示液體脆性的本質(zhì)、熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)性質(zhì)相關(guān)性問(wèn)題以及能量圖譜的量化工作具有深遠(yuǎn)的意義。 以液體的脆性性質(zhì)為引線，本文的研究?jī)?nèi)容可以概括為三個(gè)部分：研究金屬過(guò)冷液體的脆性與中/短程有序結(jié)構(gòu)的密切聯(lián)系(第三、四章)；研究金屬過(guò)冷液體的脆性在能量圖

2、譜上的表征方式(第五、六章)；提出過(guò)熱液體的脆性概念(第七章)。 主要研究要點(diǎn)包括： 一.金屬過(guò)冷液體的脆性性質(zhì)與中/短程有序結(jié)構(gòu)的研究： 1.針對(duì)邊緣合金的玻璃轉(zhuǎn)變過(guò)程不明顯以及無(wú)過(guò)冷液相區(qū)的特殊現(xiàn)象，比較分析了液體脆性系數(shù)的直接和間接計(jì)算方法。 結(jié)論：給出邊緣合金脆性系數(shù)的計(jì)算過(guò)程，探討了Al<,85>Ni<,10>Ce<,5>合金的脆性強(qiáng)度。 2.觀察AlNiCe和AlCoCe合金非晶固體中

3、中/短程有序結(jié)構(gòu)的特征，計(jì)算液體的脆性，從團(tuán)簇動(dòng)力學(xué)角度探討金屬液體的脆性與近程有序結(jié)構(gòu)的密切聯(lián)系。 結(jié)論：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)金屬液體的脆性與其非晶固體中中程有序結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有密切的聯(lián)系：中程有序結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性對(duì)應(yīng)著金屬液體大的脆性。這反映了液體中團(tuán)簇的穩(wěn)定性是影響液體脆性大小的決定性因素。 二.金屬過(guò)冷液體的脆性與能量圖譜的相關(guān)性研究： 1.大塊金屬玻璃(Bulk Metallic Glasses，BMG)：利用大量的

4、脆性系數(shù)數(shù)據(jù)m、特征溫度(T<,g>T<,O>)以及玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)處比熱容變化(ΔC<,p,s-1>)的相互聯(lián)系，確定能量圖譜上與脆性相關(guān)的特征信息。計(jì)算錯(cuò)配熵和混合焓等熱力學(xué)數(shù)據(jù)，研究能量圖譜上特征信息的內(nèi)在含義。 三、新的液體脆性概念的提出，與過(guò)冷液體的脆性概念相比，過(guò)熱液體的脆性概念避免了必須獲得非晶固體的中間過(guò)程，對(duì)材料是否具有穩(wěn)定的過(guò)冷液相區(qū)或者是否具有較強(qiáng)的非晶形成能力沒(méi)有嚴(yán)格的要求。過(guò)熱液體的脆性系數(shù)與過(guò)冷液體的脆性系