具有不同玻璃轉(zhuǎn)變溫度的大塊金屬玻璃的力學(xué)性能研究.pdf

1、大塊金屬玻璃(BMGs)由于其優(yōu)異的力學(xué)性能而成為材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，比如高強(qiáng)度、高硬度、大彈性極限等。然而，同晶體材料相比，人們對(duì)金屬玻璃的力學(xué)性能及其內(nèi)部機(jī)制仍然缺乏清楚的認(rèn)識(shí)，急需進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。另外，金屬玻璃室溫蠕變行為作為材料力學(xué)性能的重要一部分，也吸引了大量的關(guān)注，但是目前仍然缺乏系統(tǒng)的研究。
　　本工作通過測(cè)試具有不同玻璃轉(zhuǎn)變溫度的大塊金屬玻璃的基本參數(shù)及其三點(diǎn)彎曲性能，發(fā)現(xiàn)（1-Cg）*Vm能夠表征金屬

2、玻璃的開放體積量，其與Tg和模量均呈現(xiàn)出非常明顯的負(fù)相關(guān)性;泊松比v與塑性具有良好的相關(guān)性，即一定程度上，v越大，塑性越好。但是并沒有發(fā)現(xiàn)Cg或者（1-Cg）*Vm與泊松比v呈現(xiàn)明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表明開放體積并不是決定金屬玻璃塑性變形能力的唯一因素。另外，通過研究結(jié)構(gòu)弛豫對(duì)Zr-Cu-Ni-Al金屬玻璃力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)弛豫會(huì)顯著降低金屬玻璃的開放體積量(1-Cg)*Vm，導(dǎo)致模量增加，泊松比和塑性顯著降低，說明對(duì)于同一合金成分的金

3、屬玻璃而言，開放體積是對(duì)其宏觀力學(xué)性能具有顯著影響。
　　采用球壓頭納米壓痕的試驗(yàn)技術(shù)研究不同體系大塊金屬玻璃的納米壓痕蠕變行為，探尋金屬玻璃的蠕變行為與Tg的緊密相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)(1)在具有不同玻璃轉(zhuǎn)變溫度的大塊金屬玻璃中，金屬玻璃的納米壓痕蠕變性能對(duì)玻璃轉(zhuǎn)變溫度具有明顯的依賴性，且(ε)S/Pmax能夠很好的描述金屬玻璃納米壓痕蠕變性能;Tg越高的金屬玻璃，平均接觸壓力Pm，剪切應(yīng)變?chǔ)脃和楊氏模量Es越大，WSTZ越高，形核點(diǎn)位密

4、度m越小，增加了STZs激活和協(xié)同剪切的難度，導(dǎo)致該成分具有更好的抗蠕變性能。(2)同一個(gè)成分中，隨著P1的增加，Pm和γy線性增大，而Es幾乎不變，意味著同模量相比，強(qiáng)度和剪應(yīng)變對(duì)微觀結(jié)構(gòu)不均勻性更敏感;另外，隨著P1的增大，形核點(diǎn)位密度m減小，同時(shí)大的剪切應(yīng)力降低了STZ的激活能壘W(wǎng)STZ，結(jié)果，盡管形核位點(diǎn)密度m減小，但WSTZ的顯著降低最終導(dǎo)致形核速率J的增加;同一成分中，不同位置的抗蠕變性能隨著P1沒有呈現(xiàn)出特定的變化趨勢(shì)，這