鐵基金屬玻璃動力學(xué)特性及斷裂損傷機(jī)理研究.pdf

1、鐵基金屬玻璃具有優(yōu)異的力學(xué)、磁學(xué)及電化學(xué)等性能,在結(jié)構(gòu)、功能、環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。運(yùn)用動力學(xué)研究金屬玻璃是當(dāng)前力學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn),對于認(rèn)識鐵基金屬玻璃高強(qiáng)度、大塑性等性能的起源具有重要意義。本文通過對鐵基金屬玻璃形成、演化的動力學(xué)進(jìn)行分析,結(jié)合高分辨電子顯微鏡、拉曼光譜及光電子能譜等實驗,系統(tǒng)研究了鐵基金屬玻璃動力學(xué)特性及斷裂損傷機(jī)理,主要工作包括:
　　(1)利用動力學(xué)理論和能譜分析實驗研究了(Fe0.71Dy0.05B0

2、.24)96Nb4金屬玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變行為,揭露其過冷液相區(qū)出現(xiàn)峰值的原因,發(fā)現(xiàn)組元混合焓和原子半徑存在較大差異時,組分在局部聚集或者分散,系統(tǒng)處于較高能量狀態(tài),這種不均勻結(jié)構(gòu)弛豫時釋放能量,形成過冷液相區(qū)的峰;組分不均勻?qū)е孪到y(tǒng)的熵增加,結(jié)晶驅(qū)動力降低,利于非晶形成能力的提高;它還能夠促進(jìn)剪切帶繁殖、形成多重剪切帶、改善金屬玻璃室溫壓縮塑性。
　　(2)從晶化動力學(xué)出發(fā),建立晶核生長理論模型,揭示了鐵基金屬玻璃晶粒尺寸隨退火溫度的

3、變化規(guī)律;研究了淬態(tài)鐵基金屬玻璃微觀組織結(jié)構(gòu)不均勻?qū)洿判阅艿挠绊?揭示了鐵基金屬玻璃磁導(dǎo)率、磁致伸縮系數(shù)等隨退火條件變化的機(jī)理;利用元素添加實現(xiàn)了對鐵基金屬玻璃軟磁性能的調(diào)控。
　　(3)引入兩個愛因斯坦振動模,提出了金屬玻璃波色峰的動力學(xué)機(jī)制;發(fā)現(xiàn)金屬玻璃溶劑原子、短程有序團(tuán)簇和中程有序團(tuán)簇的尺寸比例約為1:3:7;探究了金屬玻璃具有大彈性極限的原因,認(rèn)為金屬玻璃團(tuán)簇類似于橡膠分子,在外力作用下通過相對旋轉(zhuǎn)耗散能量;發(fā)現(xiàn)金屬玻