金屬玻璃形成液體的異常動力學行為研究.pdf

1、金屬玻璃是近幾十年發(fā)展起來的一類新型材料，因其具有優(yōu)異的綜合性能以及明顯的玻璃轉變現(xiàn)象而受到科學家們的廣泛關注。目前，盡管金屬玻璃已應用于信息與電子器件、精密器械、航空航天器件等多個領域，但對其凝固過程中結構的演變規(guī)律及動力學機理仍缺乏研究。而研究金屬玻璃形成液體的動力學行為及其結構演變機理對于深入理解和揭示金屬玻璃液固遺傳的微觀本質、提高玻璃形成能力、促進金屬玻璃制備和處理工藝的標準化等具有重要意義?；谝陨媳尘?，本文以研究金屬玻璃形

2、成液體為出發(fā)點，輔之以熱力學測試和微觀結構表征等手段，重點探究了金屬玻璃形成液體的動力學行為，發(fā)現(xiàn)了與亞當-吉布斯(Adam-Gibbs)提出的“金屬玻璃液體的動力學性質及其結構隨溫度的演變呈單調性”的傳統(tǒng)理論不同的異常動力學現(xiàn)象，并探索了異常動力學轉變過程中液體結構隨溫度的變化，揭示了部分金屬玻璃液體微觀團簇的演變規(guī)律。主要研究內(nèi)容及結論如下:
　　(1)通過對鐵基高溫熔體在遠高于液相線溫度的動力學行為研究，發(fā)現(xiàn)了鐵基高溫熔體黏

3、度隨溫度變化的動力學轉折現(xiàn)象以及第二次升溫-降溫過程中黏度的滯后現(xiàn)象。結合流體團簇模型和過冷液體脆性概念，提出了表征高溫熔體動力學轉變程度的參數(shù)F，建立了參數(shù)F與玻璃形成能力之間的聯(lián)系，從而確定了該動力學轉變對鐵基非晶合金玻璃形成能力的影響。結合DSC測得的熔體熱力學信號，探索了高溫熔體動力學轉變過程中的團簇演變規(guī)律。本文對探究鐵基高溫合金熔體性質，提高鐵基非晶合金制備過程中的標準化程度具有重要意義。
　　(2)選取超快冷制備的C

4、u46Zr42Al7Y5金屬玻璃條帶作為研究對象，通過采用熱力學方法，研究了金屬玻璃固體在sub-Tg熱焓弛豫和晶化過程中所反映的過冷液體中的動力學行為。該金屬玻璃條帶的熱流曲線表現(xiàn)為三個放熱峰。其中，第一放熱峰和第三放熱峰分別是正常的sub-Tg焓弛豫峰和晶化峰。而本應表現(xiàn)為吸熱玻璃轉變峰的第二放熱峰則是過冷液體中存在玻璃轉變以外的動力學異常行為的表現(xiàn)。結合Cu46Zr42Al7Y5金屬玻璃條帶在連續(xù)升溫和持續(xù)等溫過程中的第二放熱峰和