高熵非晶合金热塑性微成形能力及微尺度光栅表面性能研究

发布时间：2024-04-14 06:16

　　在大块非晶合金的开发历程中,人们都致力于寻找具有超高玻璃形成能力的合金。将高熵合金的高熵概念运用到非晶合金中,将有助于开发具有大玻璃形成能力的非晶合金,即高熵非晶合金。目前,人们已经开发出具有高玻璃形成能力的高熵非晶合金,并对其力学性能、生物及物理等性能进行了系统探索。然而,作为一种具有玻璃转变及过冷液态区的非晶材料,高熵非晶合金的热塑性微成形能力却鲜为人知;对具有微纳结构高熵非晶合金表面的研究也未见报道。这极大限制了高熵非晶合金在微纳尺度领域的应用。针对上述背景,本文选择TiZrHfNiCuBe高熵非晶合金作为研究对象,系统开展了以下研究:首先,采用电炉熔炼铜模吸铸制备了高熵非晶合金样品并对其物性进行表征。通过等温晶化测试,获得不同温度下高熵非晶合金的孕育期,在此基础上建立了Time-Temperature-Transformation(TTT)曲线,据此获得其热塑性成形的时间—温度窗口。通过单向压缩实验建立起了高熵非晶合金的形变图,并与热压印试验结果对比,发现牛顿流变有利于高熵非晶合金的热塑性成形,但当成形尺寸减小到10微米级别时,过冷液态高熵非晶的成形变得非常困难。通过粘度测量和...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1晶体材料和非晶材料的结构模型示意图(a)晶体(b)非晶[19]

华中科技大学硕士学位论文经过长期的研究与发展，不仅在非晶合金的体系上取了一定的进展，同时也很多非晶的制备方法。目前，已经发展出水淬法、铜模电弧熔炼吸铸法、熔体、气相急冷法、感应加热浇铸法、定向凝固法、机械合金化法、激光熔覆法、形法、熔体单辊急冷法、渗流铸造法....

图1-2多种金属材料、复合材料、聚合物与非晶合金性能(a)密度-断裂韧性图(b)屈服强度-断裂韧性图

华中科技大学硕士学位论文微观结构，该模型认为非晶结构是一些均匀连续的原子球混乱无序的致密填充而成[26,27]。硬球无规则密堆的密度上限为0.6366，其计算出RDF与实验相符，密度也合理。在硬球无规密堆模型的物理理论推导和实验分析基础上，2005年....

图1-3非晶合金微型构件(a)微型镊子(b)微型齿轮(c)微型解剖刀(d)微薄膜构件[41]

华中科技大学硕士学位论文究终于得到了不断发展，非晶合金在过冷液相区内的热塑性成形因其超塑性等优点而引起诸多学者的广泛关注[40]。由于非晶合金零件的尺寸一般偏小，恰恰适合于微机电系统（Micro-Electro-MechanicalSystems,MEM....

图2-1真空电弧熔炼/铜模吸铸设备（a）外形图（b）原理图

2.1.1高熵非晶合金体系的选择常见的非晶体系有Fe基、Zr基、Pd基、Au基、Ti基、Pt基、Ce基、Mg基[80,81]等，其中，Fe基的非晶合金的断裂韧性较和机械性能都不理想；Mg基、和Ce基非晶合金耐腐蚀性强；Au基非晶合金脆度值高[82]....

本文编号：3954248