Bridgman法制備Mg基塊體金屬玻璃復(fù)合材料及其力學(xué)與腐蝕性能研究.pdf

1、Mg基塊體金屬玻璃具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度、低成本等優(yōu)點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)Mg基塊體金屬玻璃對(duì)冷速敏感、組織不均勻、室溫脆性極大等關(guān)鍵問題開展系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,得到如下主要結(jié)果:
　　 (1)發(fā)明了基于Bridgman工藝的Mg基塊體金屬玻璃內(nèi)生復(fù)合材料制備方法,攻克了Mg基塊體金屬玻璃對(duì)冷速敏感的難題。利用Bridgman快速凝固,可以有效控制熱量沿軸向傳遞,通過調(diào)控溫度梯度和抽拉速率可以精確控制冷卻速率,進(jìn)而調(diào)控內(nèi)生相體積分?jǐn)?shù)

2、、形態(tài)、尺度和分布,獲得組織性能均勻的塊體金屬玻璃復(fù)合材料。采用抽拉速率為3mm/s的LMC工藝制備的Mg70Cu8.33Ni8.33Gd8.34Zn5復(fù)合材料的強(qiáng)度和塑性分別為1028MPa和12.4％。
　　 (2)發(fā)明金屬間化合物內(nèi)生相替代固溶體內(nèi)生相的Mg基塊體金屬玻璃復(fù)合材料,在顯著改善室溫脆性的同時(shí)保持高強(qiáng)度。金屬間化合物相的強(qiáng)度和硬度遠(yuǎn)高于固溶體相,不降低金屬玻璃的強(qiáng)度,卻能有效地抑制形變過程中金屬玻璃基體的局域剪

3、切失穩(wěn)擴(kuò)展,成為剪切帶的“形核質(zhì)點(diǎn)”改變剪切帶的分布,促進(jìn)多重剪切帶的形成,從而“激發(fā)”BMG基體本身的塑性。
　　 (3)采用電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)金屬玻璃的耐腐蝕性能最好,復(fù)合材料略低,晶態(tài)合金最差。內(nèi)生相與基體間的電位差影響復(fù)合材料的耐腐蝕性能,低電位的內(nèi)生相成為犧牲陽極保護(hù)玻璃基體,高電位的內(nèi)生相則加速基體的腐蝕速率。BMG的電化學(xué)腐蝕電流密度為0.017mA/cm2,固溶體和金屬間化合物內(nèi)生復(fù)合材料分別增至0.091mA/cm