Zr基非晶合金力热耦合性能与应力诱导晶化行为
发布时间：2020-12-19 14:16
块体非晶合金亦称为块体金属玻璃,其结构排列方式在原子尺度上与普通晶体金属材料不同,大量的衍射实验结果证实了其原子排列并非如晶体般呈现周期性长程有序状态,也不存在晶体材料中常见的如位错、晶界等点阵缺陷。非晶合金因其结构特性而具有良好的物理化学性能使得非晶材料在航空航天、生物医学等领域有着广阔的应用前景。在非晶体系中,Zr基非晶合金因其低成本、高强度和大玻璃成形能力等特性引起了业界广泛关注,其具有较强的玻璃成形能力和较宽的过冷液相区,便于利用不太复杂的设备制出尺寸较大的非晶合金块体,同时制备出的块体非晶合金具有高强度、高弹性、优良的耐腐蚀性及优异的加工成形等性能,在航空航天等领域应用前景极为广阔。因此近30年来,Zr基非晶合金体系的研究层出不穷,包括非晶形成机制及非晶材料断裂机制、疲劳断裂特性和裂纹尖端的扩展特性的研究,然而Zr基非晶合金常采用吸铸的形式制造,试件内部常有气孔等缺陷,在其特殊的服役条件下,力热耦合特别是疲劳载荷作用会使试件的力学性能发生突变,使得服役性能发生改变,因此研究Zr基非晶合金在力热耦合下的氧化行为及应力诱导下的晶化行为很有必要。本文旨在研究Zr基非晶合金在高温环境...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带状非晶合金块体非晶合金
.1 块体非晶合金的原子结构块体非晶合金又称块体金属玻璃，由于其是通过极速冷却凝固得到，随着速降低或压力的迅速增加，过冷液体的黏度急剧增加，在凝固过程中，过动力学行为变得异常缓慢，内部的原子来不及有序排列结晶形成稳定的序状态，并在某一温度经历玻璃转变而变成非晶态物质，因此其结构在原，相比于普通晶体金属材料原子周期性排列状态，大量的衍射实验结果证排列并非周期性长程有序的排布结构，而是长程无序短程有序的状态[10]，向分布函数，即以统计学规律描述某电子周围粒子在空间分布几率的方非晶态合金结构，如图 1.2 为晶态材料与非晶态材料数值密度函数随距离意图。从 X 射线衍射强度图中可以看出，晶态材料存在明确、锐利的衍射晶态只有较圆滑的峰，在 XRD 衍射结果中非晶合金显示为漫射的馒头峰表特定晶相的尖锐衍射峰凸起[11]。因其内部不存在晶胞、晶粒等周期性结也不存在易在力学作用下使使结构失效的滑移、位错等晶体材料中常见陷，可被认为是一种处于非平衡态的“冻结的液体”[12-13]。
图 1.3 晶态与非晶态结构差异[16]无规密堆模型：如图 1.4 为非晶态硬球无规密堆模型，该模型是述非晶态原子结构的模型，它是英国牛津大学的 J.D.Bernal 于结构模型，他将非晶合金内部的原子假定为体积不可压缩的球径相同，用相同直径的钢球随机堆积来模拟液体环境下原子的组成成分的不同直径的硬球原子随机混乱、致密排列，且球与球另一球体的空洞空间，该模型认为，在空间内，当两原子间距离，它们之间的相关性很弱可忽略不计。 “无规”是即原子结构中的排列状态，它体现了非晶合金材料在宏观上的各向同性，类似性；“密堆”是指在空间结构中原子致密排列[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-Based Metallic Glass Composites Containing Cu-Rich Crystalline Nanospheres[J]. Yao-Yao Xi,Jie He,Xiao-Jun Sun,Wang Li,Jiu-Zhou Zhao,Hong-Ri Hao,Ting Xiong. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2018(11)
[2]元素微调对机械合金化Al-Cu-Ti非晶合金成分优化的影响（英文）[J]. 谈震,薛云飞,程兴旺,张龙,陈为为,王鲁,张海峰,付华萌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[3]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[4]锆基非晶质合金在300～500℃空气中之氧化行为研究[J]. 谢心心,开物,聂台刚,河村能人. 电化学. 2003(02)
[5]不透明玻璃显现出的曙光——块体金属玻璃的发现与应用[J]. 潘明祥,汪卫华. 物理. 2002(07)
[6]锆基大块非晶合金玻璃转变和晶化的动力学效应[J]. 庄艳歆,赵德乾,张勇,汪卫华,潘明祥. 中国科学(A辑). 2000(05)
[7]新型多组元大块非晶合金材料的发现与研究进展[J]. 汪卫华,王文魁. 物理. 1998(07)
博士论文
[1]接近服役条件材料力学性能原位测试装置设计分析与试验研究[D]. 李柠.吉林大学 2017
本文编号：2926045
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带状非晶合金块体非晶合金
.1 块体非晶合金的原子结构块体非晶合金又称块体金属玻璃，由于其是通过极速冷却凝固得到，随着速降低或压力的迅速增加，过冷液体的黏度急剧增加，在凝固过程中，过动力学行为变得异常缓慢，内部的原子来不及有序排列结晶形成稳定的序状态，并在某一温度经历玻璃转变而变成非晶态物质，因此其结构在原，相比于普通晶体金属材料原子周期性排列状态，大量的衍射实验结果证排列并非周期性长程有序的排布结构，而是长程无序短程有序的状态[10]，向分布函数，即以统计学规律描述某电子周围粒子在空间分布几率的方非晶态合金结构，如图 1.2 为晶态材料与非晶态材料数值密度函数随距离意图。从 X 射线衍射强度图中可以看出，晶态材料存在明确、锐利的衍射晶态只有较圆滑的峰，在 XRD 衍射结果中非晶合金显示为漫射的馒头峰表特定晶相的尖锐衍射峰凸起[11]。因其内部不存在晶胞、晶粒等周期性结也不存在易在力学作用下使使结构失效的滑移、位错等晶体材料中常见陷，可被认为是一种处于非平衡态的“冻结的液体”[12-13]。
图 1.3 晶态与非晶态结构差异[16]无规密堆模型：如图 1.4 为非晶态硬球无规密堆模型，该模型是述非晶态原子结构的模型，它是英国牛津大学的 J.D.Bernal 于结构模型，他将非晶合金内部的原子假定为体积不可压缩的球径相同，用相同直径的钢球随机堆积来模拟液体环境下原子的组成成分的不同直径的硬球原子随机混乱、致密排列，且球与球另一球体的空洞空间，该模型认为，在空间内，当两原子间距离，它们之间的相关性很弱可忽略不计。 “无规”是即原子结构中的排列状态，它体现了非晶合金材料在宏观上的各向同性，类似性；“密堆”是指在空间结构中原子致密排列[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-Based Metallic Glass Composites Containing Cu-Rich Crystalline Nanospheres[J]. Yao-Yao Xi,Jie He,Xiao-Jun Sun,Wang Li,Jiu-Zhou Zhao,Hong-Ri Hao,Ting Xiong. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2018(11)
[2]元素微调对机械合金化Al-Cu-Ti非晶合金成分优化的影响（英文）[J]. 谈震,薛云飞,程兴旺,张龙,陈为为,王鲁,张海峰,付华萌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[3]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[4]锆基非晶质合金在300～500℃空气中之氧化行为研究[J]. 谢心心,开物,聂台刚,河村能人. 电化学. 2003(02)
[5]不透明玻璃显现出的曙光——块体金属玻璃的发现与应用[J]. 潘明祥,汪卫华. 物理. 2002(07)
[6]锆基大块非晶合金玻璃转变和晶化的动力学效应[J]. 庄艳歆,赵德乾,张勇,汪卫华,潘明祥. 中国科学(A辑). 2000(05)
[7]新型多组元大块非晶合金材料的发现与研究进展[J]. 汪卫华,王文魁. 物理. 1998(07)
博士论文
[1]接近服役条件材料力学性能原位测试装置设计分析与试验研究[D]. 李柠.吉林大学 2017
本文编号：2926045
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2926045.html
