塊體非晶合金中的不均勻微結(jié)構(gòu)對(duì)其室溫力學(xué)性能的影響.pdf

1、本論文利用X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、小角X射線散射（SAXS）、差示掃描量熱儀（DSC）、差熱分析法（DTA）、掃描電子顯微鏡（SEM）、力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)（Zwick Roell Testing Machine）、顯微維氏硬度計(jì)（Vickers Indenter）等實(shí)驗(yàn)手段系統(tǒng)研究了Zr-Cu-Ni-Al-Ta合金中的不均勻微結(jié)構(gòu)對(duì)其室溫力學(xué)性能的影響。
　　 采用電弧熔煉/銅模吸鑄技術(shù)制備了(Zr75+x

2、Cu25-x)78.5Ni10Al7.5Ta4（x=0，5，11）三種合金，分別得到了三種結(jié)構(gòu)：具有均勻微結(jié)構(gòu)的單一非晶相（x=0）；具有強(qiáng)二十面體中程序團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的單一非晶相（x=5）；準(zhǔn)晶/非晶復(fù)合材料（x=11）。室溫壓縮實(shí)驗(yàn)表明，與具有均勻微結(jié)構(gòu)的單一非晶相相比，具有強(qiáng)二十面體中程序團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的非晶相表現(xiàn)出了顯著優(yōu)異的塑性，其塑性應(yīng)變可達(dá)8.3％，但這種塑性變形主要通過單一的主剪切帶進(jìn)行，具有冷剪切變形的特點(diǎn)。
　　 為解釋

3、二十面體中程序（IMRO）團(tuán)簇結(jié)構(gòu)如何影響非晶合金的剪切帶行為并提高其塑性，本文提出了一種“核/殼層”的結(jié)構(gòu)模型：緊密堆積的IMRO團(tuán)簇作為一個(gè)核，其周圍由其他排列松散、富含自由體積的團(tuán)簇形成一個(gè)殼層。正是這樣一種“核/殼層”結(jié)構(gòu)引起了自由體積的不均勻分布，從而使剪切帶的開動(dòng)和擴(kuò)展變得相對(duì)容易，并最終提高了合金的室溫塑性。
　　 對(duì)(Zr80Cu20)78.5Ni10Al7.5Ta4塊體非晶合金，研究了冷卻速率對(duì)其內(nèi)部微結(jié)構(gòu)及力

4、學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，隨著冷卻速率的降低，原子排列更加緊密，從而使硬度提高；同時(shí)，低的冷卻速率還會(huì)減少合金中自由體積的含量，并增強(qiáng)二十面體團(tuán)簇結(jié)構(gòu)至納米晶水平（~3nm），這些均不利于剪切帶的開動(dòng)及擴(kuò)展，從而導(dǎo)致合金的塑性變差。
　　 通過單邊缺口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，測得了(Zr75Cu25)78.5Ni10Al7.5Ta4、(Zr80Cu20)78.5Ni10Al7.5Ta4和(Zr86Cu14)78.5Ni10Al7.5Ta4三