Co-B-Ta块体非晶合金的形成能力和力学性能研究
发布时间：2025-01-10 23:34
Co-B基非晶合金是已知强度最高的块体金属玻璃材料,它们在微机电系统和精密加工等领域具有应用潜力。目前,块体非晶合金的室温脆性问题是限制其应用的主要原因。已有的研究表明,成分调整能够改善合金自身的抗剪切变形能力,从而起到改善合金韧性的作用。本文设计了 CO67.5-xB32.5Tax(x=6.5,7.5,8.5,9.5 at.%)块体非晶合金,利用X射线衍射、差示扫描量热仪、显微维氏硬度仪、万能实验机和扫描电子显微镜等检测手段研究了合金的非晶形成能力、热稳定性和力学性能,并利用第一性原理分子动力学方法对非晶形成能力最好的CO60B32.5Ta7.5和韧性最佳的Co61B32.5Ta6.5两种成分的合金进行模拟,分析合金的原子尺度结构特征对非晶形成能力和力学性能的影响,研究结果如下:(1)形成能力的结果表明,随Ta含量增加,玻璃化转变温度Tg升高,过冷液相区宽度ΔTx增大,表明非晶合金的热稳定性随Ta含量的增加而提高。液相线温度(T1)随Ta含量的增加呈现先降低后升高的趋势,且在Ta含量为7.5 at.%时,T1达到最小值,说明Ta为7.5 at.%时的非晶合金成分最接近共晶点。而随Ta含...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 块体非晶合金的形成能力、热力学影响因素和形成能力判据
1.2.1 非晶合金的形成
1.2.2 非晶合金形成的热力学及影响因素
1.2.3 非晶合金形成的动力学
1.2.4 非晶的玻璃形成能力判据
1.3 非晶合金的性能及应用
1.4 Co基非晶合金的概述
1.4.1 Co-B基块体非晶合金的研究现状
1.4.2 Co-B基块体非晶合金缺点
1.5 非晶合金的塑韧化方法、结构模型的研究进展和塑韧化机理
1.5.1 非晶合金的塑韧化方法
1.5.2 非晶合金结构模型的研究进展
1.5.3 塑韧化机理
1.6 研究意义与内容和技术路线
1.6.1 研究意义和研究内容
1.6.2 技术路线
2 实验方法
2.1 Co-B-Ta块体非晶合金的制备
2.1.1 母合金的制备
2.1.2 棒状块体非晶合金的制备
2.2 样品的结构表征和性能测试
2.2.1 X射线衍射
2.2.2 热分析
2.2.3 密度
2.2.4 维氏硬度
2.2.5 压缩试验
2.2.6 断裂韧性
2.2.7 形貌观察
2.3 第一性原理分子动力学
2.3.1 计算原理
2.3.2 本文采用的计算方法
2.4 微观结构分析法
2.4.1 径向分布函数
2.4.2 配位数
2.4.3 H-A键对指数
2.4.4 Voronoi分析
2.4.5 电荷密度
2.4.6 最近邻相关指数
3 Co-B-Ta块体非晶合金的玻璃形成能力
3.1 引言
3.2 Co-B-Ta基块体非晶合金的成分设计
3.2.1 从混合焓和原子半径的角度分析
3.2.2 从相图的角度分析
3.2.3 从模拟计算的角度分析
3.3 Co-B-Ta块体非晶合金的热性能和形成能力
3.4 Co67.5-xB32.5Tax (x=6.5,7.5)非晶合金的原子结构
3.4.1 径向分布函数和原子对间距
3.4.2 配位数
3.4.3 H-A键对指数
3.4.4 Voronoi分析法
3.4.5 原子结构和电荷密度
3.4.6 微观结构对形成能力的影响
3.5 本章小结
4 Co-B-Ta块体非晶合金的力学性能
4.1 引言
4.2 Co-B-Ta块体非晶合金的力学性能分析
4.2.1 Co-B-Ta基块体非晶合金的力学性能
4.2.2 Co-B-Ta块体非晶合金的断裂形貌
4.3 微观结构对力学性能的影响
4.3.1 最近邻相关指数法
4.3.2 微观结构对力学性能的影响
4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
个人简历
致谢
本文编号：4025598
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 块体非晶合金的形成能力、热力学影响因素和形成能力判据
1.2.1 非晶合金的形成
1.2.2 非晶合金形成的热力学及影响因素
1.2.3 非晶合金形成的动力学
1.2.4 非晶的玻璃形成能力判据
1.3 非晶合金的性能及应用
1.4 Co基非晶合金的概述
1.4.1 Co-B基块体非晶合金的研究现状
1.4.2 Co-B基块体非晶合金缺点
1.5 非晶合金的塑韧化方法、结构模型的研究进展和塑韧化机理
1.5.1 非晶合金的塑韧化方法
1.5.2 非晶合金结构模型的研究进展
1.5.3 塑韧化机理
1.6 研究意义与内容和技术路线
1.6.1 研究意义和研究内容
1.6.2 技术路线
2 实验方法
2.1 Co-B-Ta块体非晶合金的制备
2.1.1 母合金的制备
2.1.2 棒状块体非晶合金的制备
2.2 样品的结构表征和性能测试
2.2.1 X射线衍射
2.2.2 热分析
2.2.3 密度
2.2.4 维氏硬度
2.2.5 压缩试验
2.2.6 断裂韧性
2.2.7 形貌观察
2.3 第一性原理分子动力学
2.3.1 计算原理
2.3.2 本文采用的计算方法
2.4 微观结构分析法
2.4.1 径向分布函数
2.4.2 配位数
2.4.3 H-A键对指数
2.4.4 Voronoi分析
2.4.5 电荷密度
2.4.6 最近邻相关指数
3 Co-B-Ta块体非晶合金的玻璃形成能力
3.1 引言
3.2 Co-B-Ta基块体非晶合金的成分设计
3.2.1 从混合焓和原子半径的角度分析
3.2.2 从相图的角度分析
3.2.3 从模拟计算的角度分析
3.3 Co-B-Ta块体非晶合金的热性能和形成能力
3.4 Co67.5-xB32.5Tax (x=6.5,7.5)非晶合金的原子结构
3.4.1 径向分布函数和原子对间距
3.4.2 配位数
3.4.3 H-A键对指数
3.4.4 Voronoi分析法
3.4.5 原子结构和电荷密度
3.4.6 微观结构对形成能力的影响
3.5 本章小结
4 Co-B-Ta块体非晶合金的力学性能
4.1 引言
4.2 Co-B-Ta块体非晶合金的力学性能分析
4.2.1 Co-B-Ta基块体非晶合金的力学性能
4.2.2 Co-B-Ta块体非晶合金的断裂形貌
4.3 微观结构对力学性能的影响
4.3.1 最近邻相关指数法
4.3.2 微观结构对力学性能的影响
4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
个人简历
致谢
本文编号：4025598
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