ZrCu金屬玻璃小尺度力學(xué)性能研究.pdf

1、塊體金屬玻璃由于其優(yōu)異的力學(xué)性能受到了人們廣泛關(guān)注，是一種極具應(yīng)用前景的結(jié)構(gòu)材料，但其在室溫單軸拉伸或壓縮情況下沒有經(jīng)過明顯的塑性變形而突然發(fā)生失效成為限制其實(shí)際應(yīng)用的瓶頸，因此，如何增強(qiáng)金屬玻璃材料的應(yīng)變能力成為非晶材料科學(xué)的一大熱點(diǎn)，目前主要有下面幾種方法：第一，調(diào)節(jié)成分比例，改進(jìn)非晶制備工藝，獲得特殊微觀結(jié)構(gòu)的新型的金屬玻璃；第二，發(fā)展了塊體金屬玻璃復(fù)合材料，避免了單一剪切帶的快速產(chǎn)生，從而增強(qiáng)了金屬非晶材料的塑性；第三，外部條件

2、誘導(dǎo)大塑性；第四，改變金屬玻璃的外形，縮小金屬玻璃的尺寸。
　　 本文以Zr50Cu50金屬玻璃為研究對象，研究了納米尺度Zr50Cu50金屬玻璃的力學(xué)性能。
　　 應(yīng)用傳統(tǒng)樣品制備方法，結(jié)合FIB加工技術(shù)，我們發(fā)展了一種快速制備一維納米尺度的透射電鏡原位拉伸試樣的方法。這種方法大大縮短了利用FIB加工技術(shù)制備樣品的時(shí)間，最大限度地減少了高能離子束對樣品的損傷。實(shí)驗(yàn)確認(rèn)納米線中間區(qū)域的結(jié)構(gòu)沒有受到聚焦離子束的損傷了原本特

3、征。
　　 1.在Zr50Cu50金屬玻璃納米線的原位拉伸實(shí)驗(yàn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)獲得了高達(dá)5％的彈性極限，達(dá)到了分子動(dòng)力學(xué)模擬的理論彈性極限，而且獲得的非晶微觀結(jié)構(gòu)方面信息的證實(shí)。我們還利用一個(gè)可信的非晶形變模型對獲得的彈性極限進(jìn)行了論證。
　　 2.發(fā)現(xiàn)了納米尺度塊體金屬玻璃形狀效應(yīng)，金屬玻璃剪切角隨長徑比減小而增大。我們修改了大尺度金屬玻璃形狀效應(yīng)理論，定性的論證了此現(xiàn)象。
　　 3.獲得了超過10％的拉伸塑性