金屬玻璃原子尺度的鍵結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、金屬玻璃具有復(fù)雜的原子尺度微觀結(jié)構(gòu)，相關(guān)的研究一直以來都是極富有挑戰(zhàn)性的熱點(diǎn)。本文采用Raman散射的方法結(jié)合XPS全稱（XPS）測(cè)試，研究了Ti基金屬玻璃的方向鍵特征；基于Ti、Zr和La基三類金屬玻璃的Raman光譜，揭示了影響金屬玻璃的玻璃形成能力（GFA）的結(jié)構(gòu)起源；根據(jù)中程序的堆垛方式，采用重整化群方法研究了Zr基金屬玻璃的分形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
　　為了研究金屬玻璃中局域鍵結(jié)構(gòu)，本文選取了高 GFA的Ti40Zr25Ni3Cu

2、12Be20塊體金屬玻璃研究其行為。采用XPS證明了該合金中方向鍵的形成，且該方向鍵主要是Be-Ni和Be-Cu鍵。采用Raman光譜的方法結(jié)合數(shù)值模擬，再次證實(shí)了該合金中局部的鍵結(jié)構(gòu)，并利用方向鍵解釋了Be添加可以增強(qiáng)Ti基金屬玻璃GFA的事實(shí)和金屬玻璃中反常的電阻溫度系數(shù)(TCR)。
　　為了研究金屬玻璃的Raman光譜與GFA的關(guān)系，本文分別選取了Ti、Zr和La三類金屬玻璃的Raman光譜，其中每類金屬玻都選取了不同GFA

3、的成分。實(shí)驗(yàn)表明：主要由三部分貢獻(xiàn)，即橫波聲學(xué)模(TA)，縱波聲學(xué)模(LA)振動(dòng)模式和代表方向鍵的光學(xué)模振動(dòng)模式。我們采用高斯型函數(shù)和洛倫茲型函數(shù)擬合該光譜發(fā)現(xiàn)：各個(gè)振動(dòng)模式的線形相互交疊，并不是明顯獨(dú)立。光學(xué)振動(dòng)模式與聲學(xué)振動(dòng)模式的交疊說明原子的局域振動(dòng)可以通過某種轉(zhuǎn)化變換為集體振動(dòng)。本文基于Raman光譜，從集體協(xié)同振動(dòng)和原子局部運(yùn)動(dòng)與原子結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的角度研究了塊體金屬玻璃的GFA，并以Ti基，Zr基和La基金屬玻璃為例，從Ram

4、an光譜中提取出了一個(gè)簡(jiǎn)單的參數(shù)η=ITA/ITO（ITA和ITO分別表示TA模和TO模的Raman強(qiáng)度）來表征塊體金屬玻璃的GFA。GFA與η幾乎成簡(jiǎn)單的單調(diào)遞減線性關(guān)系，即η越低，GFA越高。而且在Zr基金屬玻璃中，參數(shù)η與表征GFA的脆性系數(shù)m之間亦存在簡(jiǎn)單的線形關(guān)系。
　　考慮到金屬玻璃中集體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，其集體運(yùn)動(dòng)主要由中程序的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。而金屬玻璃中的中程序的堆垛具有分形的特征，而且分形是一種隨機(jī)分形。但是這種只在中程序尺