金属玻璃表面效应及粘度的分子动力学模拟

发布时间：2021-04-30 04:43

　　金属玻璃又称为非晶态合金,是一种性能优异的新型金属材料。金属材料在自然状态下为长程有序的晶态结构,然而金属玻璃的原子排列则呈现长程无序的非晶态结构。这种特殊的结构使金属玻璃拥有许多不同于常规金属的特殊性能,其中包括高强度、高弹性、高耐磨性和优异的软磁性能等。然而在实际应用中,金属玻璃容易发生的脆性断裂,这使其在产业化应用过程中面临诸多困难。此外,诸如金属玻璃的微观结构、增韧方法、尺寸效应等基本问题科学问题目前尚不清晰。本文使用分子动力学的方法,研究了 Ni-Nb的尺寸效应和Cu-Zr金属玻璃熔体的结构特点。主要结果如下所示:（1）NiNb金属玻璃表面软化与压缩效应。通过分子动力学的方法研究了 Ni-Nb 金属玻璃薄膜在拉伸过程中的变形行为。随着样品厚度的下降,四种成分的样品的变形模式均从局部变形转变成均匀变形。研究发现表面层的压缩效应和软化效应是导致样品发生变形模式转变的主要原因。我们将表面层相对内部层的强度定义为软化系数。研究发现样品的软化系数决定了样品的临界尺寸。富Ni样品表面层的软化系数低,因此更大的表面体积分数才能使样品的变形模式发生变化,对应着更小的临界尺寸。（2）Cu

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 金属玻璃概述
        1.1.1 金属玻璃及其发展历史
        1.1.2 玻璃形成能力判据
        1.1.3 金属玻璃的结构
        1.1.4 金属玻璃的性能
        1.1.5 金属玻璃的应用
    1.2 分子动力学
        1.2.1 计算材料学简介
        1.2.2 分子动力学简介
        1.2.3 分子动力学的重要概念
    1.3 分子动力学的应用
第二章 实验方法
    2.1 分子动力学模型构建
        2.1.1 参数设置
        2.1.2 模型构建
        2.1.3 势函数及构型有效性的测试
    2.2 Cu_(50)Zr_(50)粘度的测量
第三章 NiNb金属玻璃表面软化与压缩效应
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Ni-Nb金属玻璃薄膜的拉伸变形行为
        3.3.2 变形行为的能量判据
        3.3.3 Ni-Nb金属玻璃薄膜的微观结构特征
        3.3.4 表面层和内部的力学之间的差异
    3.4 本章小结
第四章 Cu_(50)Zr_(50)金属玻璃熔体粘度和微观结构的关系
    4.1 绪论
    4.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 粘度与温度的关系
        4.3.2 降温过程的结构演变
        4.3.3 能量分布曲线
    4.4 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士期间发表的文章



本文编号：3168861