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金属玻璃应力弛豫及结构与重排事件关系的研究

发布时间:2022-01-24 02:57
  金属玻璃是一种新的无序结构材料,相较于晶体材料,它有着诸多优异的力学性能,比如极高的弹性极限和强度等。然而在室温下,金属玻璃的塑性变形主要集中在剪切带中,导致缺少明显的宏观拉伸塑性,这也严重制约了它的工程应用。因此我们需要更加深入地理解金属玻璃的塑性形变机制。由于非晶体系结构无序的本质特性,使得晶体中位错调制塑性变形的机制难以用在非晶体系中,至今为止,非晶体系的变形载体的形变机制仍不清晰。金属玻璃也为研究无序体系的塑性变形机制提供了模型材料体系。结合分子动力学模拟,我们研究了在外加恒定应变下,金属玻璃的变形载体的激活模式与系统宏观物理量的联系;同时利用机器学习的方法,我们分别研究了在静态以及绝热剪切下,金属玻璃的重排与局域结构参量的联系。在静态情况下,金属玻璃的变形载体很难探测到,本文中我们对金属玻璃施加恒定拉伸应变,进而探测变形载体的特征与动力学行为。我们使用分子动力学模拟了应力弛豫的过程。我们直接观测到应变加速了金属玻璃的弛豫行为,主要来源于金属玻璃中的变形载体-流变单元的激活。同时我们还观测到在临界的外加应变附近,应力弛豫过程中的应力衰减度以及弛豫时间达到饱和,这对应了流变单元的... 

【文章来源】:中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市

【文章页数】:87 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

金属玻璃应力弛豫及结构与重排事件关系的研究


金属玻璃临界尺寸随年份的变化,40年来,临界尺寸增加了超过3个量级[10]

断裂韧性,屈服强度,金属玻璃


第一章 绪论递出去,这能够应用在高尔夫球具等其他体育设备中。Fe 基金属玻璃还具有优良的软磁性能[15-18],由于金属玻璃的无序结构使得其电阻率比较高,这样使用金属玻璃作为铁芯的变压器的空载损耗要比传统使用硅钢铁芯的变压器低至70-80%,因此在节能减排领域发挥着重要的作用。金属玻璃加热至过冷液相区时,由于延伸率高,非常容易进行微纳米精密成型[19-22]。由于金属玻璃没有晶界,它的耐腐蚀性能相比传统晶体材料更好,可以应用在恶劣的环境中[23]。

示意图,单个原子,跃迁,示意图


图 1.3 单个原子跃迁的示意图[27]Figure 1.3 Illustration of an individual atomic jump[27]切转变区模型泡沫筏实验的启示[29],美国的麻省理工学院的 Argon 教授认一定数目原子的原子团簇,又被称作为剪切转变区。这些原了塑性事件的发生[28]。如图 1.4 所示,在高温下,变形载体区域内。在低温下,变形载体呈现出包含两排原子的盘状区下,剪切转变区的激活能与应力的关系是:.1 / ……………………表示没有应力下的激活能, 表示绝热情况下的屈服应力。

【参考文献】:
期刊论文
[1]通过应力弛豫方法基于结构和动力学非均匀性对金属玻璃进行分类(英文)[J]. 鲁振,汪卫华,白海洋.  Science China Materials. 2015(02)
[2]The β-relaxation in metallic glasses[J]. Hai Bin Yu,Wei Hua Wang,Hai Yang Bai,Konrad Samwer.  National Science Review. 2014(03)
[3]块体金属玻璃[J]. 张博,Jan Schroers.  物理. 2013(02)



本文编号:3605700

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