大塑性zr62.4cu14.4ni9.6al9.6fe4塊體金屬玻璃的制備及塑性變形

1、 分類號： 分類號： 密級： 密級： 研 究 生 學(xué) 位 論 文 論文題目（中文） 論文題目（中文） 大塑性 大塑性 Zr62.4Cu14.4Ni9.6Al9.6Fe4 塊體 塊體金屬玻璃的 金屬玻璃的制備 制備及塑性變形 塑性變形 論文題目（外文） 論文題目（外文） Preparation and plastic deformati

2、on of Zr62.4Cu14.4Ni9.6Al9.6Fe4 bulk metallic glass 研 究 生 姓 名 研 究 生 姓 名 李超 李超 學(xué) 科 、 專 業(yè) 學(xué) 科 、 專 業(yè) 凝聚態(tài)物理 凝聚態(tài)物理 研 究 方 向 研 究 方 向 新型材料 新型材料 學(xué) 位 級 別 學(xué) 位 級 別 碩士 導(dǎo) 師 姓 名 、 職 稱 導(dǎo) 師 姓 名 、 職 稱 李建功 李建功 教授 教授 論文工作起止年月 論文工作起止年

3、月 201 2014 年 9 月至 月至 201 2017 年 6 月 論 文 提 交 日 期 論 文 提 交 日 期 201 2017 年 5 月 論 文 答 辯 日 期 論 文 答 辯 日 期 201 2017 年 5 月 學(xué) 位 授 予 日 期 學(xué) 位 授 予 日 期 校址：甘肅省蘭 校址：甘肅省蘭州市 州市I 大塑性 大塑性 Zr62.4Cu14.4Ni9.6Al9.6Fe4 塊體 塊體金屬玻璃 金屬玻璃的制備 的制備及塑

4、性 塑性變形 變形 中文摘要 中文摘要 金屬玻璃是指主要組成成分為金屬元素且空間原子排布表現(xiàn)為短程有序、 長程無序特點的非晶態(tài)合金。 由于其獨特的結(jié)構(gòu)特點， 它表現(xiàn)出優(yōu)異的物理、 化學(xué)、生物及力學(xué)機械性能，比如高的強度和硬度，高彈性和韌性以及耐腐蝕性能等。這些優(yōu)異的特性使金屬玻璃成為一種潛在的具有極大應(yīng)用前景的新型功能材料，但由于剪切局域化和應(yīng)變軟化， 室溫下金屬玻璃的變形高度集中在剪切帶上， 通常主剪切帶會沿與加載載荷 45°

5、;方向快速擴展，最終形成裂紋導(dǎo)致災(zāi)難性斷裂，這極大的限制了金屬玻璃的應(yīng)用。 研究表明金屬玻璃的性能對成分極其敏感， 通過元素摻雜這一種常見的冶金手段可以有效地改善金屬玻璃的脆性這一致命缺點。因此，通過元素摻雜開發(fā)具有良好玻璃化形成能力，高強度且塑性優(yōu)異的新型金屬玻璃體系是很有意義的。 同時對金屬玻璃塑性變形中剪切帶分布演化的定性、定量分析也有助于我們進一步理解金屬玻璃的非均勻塑性變形。此外，變形后的金屬玻璃剪切帶相比于基體具有較低的原子

6、密度，可以看作“玻璃-玻璃界面”，而當(dāng)剪切帶間距達到納米尺度，將會得到一種新型材料“納米玻璃”。這種在金屬玻璃中引入大量剪切帶的方法為制備完全致密的納米玻璃提供了新思路。 因此本實驗通過研究縱橫比， 表面修飾等對金屬玻璃剪切帶數(shù)目及密度的影響，以期望探索得到制備納米玻璃的最佳條件。 本文通過對脆性金屬玻璃體系 Zr65Cu15Ni10Al10 進行成分調(diào)節(jié)，開發(fā)了兼具良好玻璃化形成能力， 超大塑性和高硬度的新型金屬玻璃 Zr62.4Cu

7、14.4Ni9.6Al9.6Fe4。研究了 Fe 添加對新型金屬玻璃 Zr62.4Cu14.4Ni9.6Al9.6Fe4 玻璃化形成能力，塑性變形及硬度的影響。Fe 摻雜后的 Zr62.4Cu14.4Ni9.6Al9.6Fe4 金屬玻璃的約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度 Trg 由 0.559 增加到 0.575， 𝛿參數(shù)從 1.457 增加到 1.515， 𝛼參數(shù)從 0.642 增加到 0.644。同時與 Zr65Cu

8、15Ni10Al10 金屬玻璃相比 Zr62.4Cu14.4Ni9.6Al9.6Fe4 金屬玻璃的具有更高的屈服強度，超大塑性和高硬度，其屈服強度由原來的 1572 MPa 提升到 1688 MPa，塑性變形由 15.1%提升到 77.4%，硬度由 5.02 GPa 增加到 5.29 GPa。實驗也探究了變形過程中剪切帶的變化規(guī)律，結(jié)果表明隨變形量的增加，剪切帶數(shù)目增多， 同時細微剪切帶占總體剪切帶比重增加， 當(dāng)樣品應(yīng)變量為 77.4%