熔体温度对金属玻璃弛豫行为和力学性能的影响

发布时间：2018-03-31 13:33

本文选题：熔体温度　切入点：大块金属玻璃　出处：《合肥工业大学》2017年硕士论文

【摘要】：金属玻璃从熔体状态下急速冷却制得,其原子结构能够最大程度遗传于熔体。金属玻璃的原子结构为无序态,且处于热力学上的不稳定状态。在一定条件下,金属玻璃将会从高能态向低能态转变,即结构弛豫过程。研究弛豫问题有利于理解金属玻璃的本质以及力学性能等问题。以熔体为切入点,研究金属玻璃的弛豫行为和力学性能具有重要意义。在此背景下,本文选取Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5和La_(62)Al_(14)(Cu_(5/6)Ag_(1/6))_(14)(Ni_(1/2)Co_(1/2))_(10)大块金属玻璃,利用铜模喷铸的方法,通过改变熔体喷铸温度制备出大块金属玻璃,并采用差示扫描量热法(DSC)、内耗、电阻率、动态力学分析(DMA)、力学性能实验以及扫描电镜(SEM)等测试手段,研究熔体温度对金属玻璃弛豫行为和力学性能的影响,探究金属玻璃的弛豫行为,以及其弛豫行为和力学性能之间的联系。本文主要结论和创新点总结如下:1.采用电阻和内耗法研究了熔体温度对Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5金属玻璃弛豫行为的影响。随着熔体温度的升高,金属玻璃的过冷液相区宽度和晶化转变温度点增加,说明金属玻璃的热稳定性增强。金属玻璃低温下的内耗值随着熔体温度的上升而增加,表明淬入金属玻璃的自由体积逐渐增多。本文还创新地采用电阻法研究了金属玻璃的β弛豫,利用电阻率曲线在Tg前由β弛豫造成的电阻率变化量Δρrel来表征β弛豫的强度,Δρrel随着熔体温度的上升而增加,即金属玻璃的β弛豫强度增强。2.通过DSC和DMA等测试手段研究了熔体温度对La_(62)Al_(14)(Cu_(5/6)Ag_(1/6))_(14)(Ni_(1/2)Co_(1/2))_(10)金属玻璃弛豫行为的影响。DSC测试表明,随熔体温度升高,金属玻璃中淬入的自由体积增多,金属玻璃的热稳定性增强。DMA测试表明,金属玻璃的储存模量随着熔体温度的上升而逐渐增加,且β弛豫峰变得更加明显。此外,本文根据Arrhenius方程拟合了β弛豫以及α弛豫的激活能,金属玻璃的β弛豫激活能和α弛豫激活能随着熔体温度的上升逐渐降低,且两者之差逐渐增大,说明β弛豫逐渐从α弛豫中分离开来。有趣的是,金属玻璃经验公式的比值(Eβ/RTg=26)随着熔体温度的上升而逐渐减小,这可能与金属玻璃当中的自由体积含量有关。3.采用压缩实验、显微硬度测试以及SEM测试研究了熔体温度对于Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5和La_(62)Al_(14)(Cu_(5/6)Ag_(1/6))_(14)(Ni_(1/2)Co_(1/2))_(10)金属玻璃力学性能的影响。发现两者的压缩塑性均随着熔体温度的上升而增加,且无论Zr基或是La基的金属玻璃的压缩塑性均随着β弛豫的增强而增加,表明β弛豫与金属玻璃的塑性存在联系。显微硬度测试表明,随着熔体温度的上升,金属玻璃的显微硬度不均匀性更加明显,但显微硬度范围内软硬区域分布更加均匀。另外,通过SEM对Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5金属玻璃的断口进行扫描,随着熔体温度的升高,金属玻璃的剪切带数量明显增多,剪切带之间的相互作用更加明显,且断面处脉状花样增多。
[Abstract]:In this paper , the effects of melt temperature on relaxation behavior and mechanical properties of metal glass have been studied by changing melt temperature . The interaction between shear bands is more obvious , and the pattern of vein pattern at the cross section is increased .

【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG139.8

【参考文献】