Zr 56 Co 28 Al 16 和Mg 65 Cu 25 Y 10 块体金属玻璃力学性能和动力学行为的对比研究

发布时间：2024-10-04 19:46

　　非晶合金作为一种亚稳态材料,由于其微观结构的“无缺陷”—内部没有位错、晶界、相界,不存在偏析、夹杂等缺陷,所以具有比晶态金属更加致密的无序堆积状态,因此大块金属玻璃通常都具有特殊的力学性能。然而,韧性与脆性块体金属玻璃在应用方面却面临不同的条件,这是由材料本身的性质决定的。本文分别以韧性Zr₅₆Co₂₈Al₁₆与脆性Mg₆₅Cu₂₅Y₁₀块体金属玻璃为研究对象,采用XRD,DSC,SEM等表征手段,并结合理论知识探究和分析了Zr基和Mg基非晶合金的力学、热力学性能及晶化动力学行为。同时对Zr₅₆Co₂₈Al₁₆在高温下（过冷液相区）的压缩变形行为进行研究,讨论温度对非晶合金变形的影响,结合微观图像探讨变形机理,使其在过冷液相区的超塑性行为可以更好地在加工领域使用。为大块金属玻璃的实际应用作理论指导。在过冷液相区下,Zr_{5 6}Co₂₈Al_16...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 形成块体金属玻璃的特点
        1.2.1 结构特征
        1.2.2 热力学因素
        1.2.3 动力学因素
    1.3 金属玻璃的玻璃形成能力参数的影响
        1.3.1 过冷液相区的影响
        1.3.2 约化玻璃转变温度的影响
        1.3.3 临界冷却速度的影响
        1.3.4 其它参数的影响
    1.4 块体金属玻璃的晶化行为
        1.4.1 非等温晶化行为
        1.4.2 等温晶化行为
    1.5 发展现状及应用
    1.6 研究目的和主要内容
第二章 实验材料及研究方法
    2.1 实验方案及熔炼工艺参数
    2.2 Zr基块体金属玻璃实验原料的确定及母合金的熔炼
        2.2.1 Zr基块体金属玻璃原料的确定
        2.2.2 Zr基块体金属玻璃母合金的熔炼
        2.2.3 合金棒的制备
    2.3 Mg基块体金属玻璃实验原料的确定及母合金的熔炼
        2.3.1 Mg基块体金属玻璃原料的确定
        2.3.2 Mg基块体金属玻璃母合金的熔炼
        2.3.3 合金棒的制备
    2.4 样品的表征
        2.4.1 结构分析
        2.4.2 力学性能测试(压缩测试)
        2.4.3 微观形貌观察
        2.4.4 物理性能测试(密度测量)
        2.4.5 比强度的计算
    2.5 退火处理
        2.5.1 Zr基块体金属玻璃的退火处理
        2.5.2 Mg基块体金属玻璃的退火处理
    2.6 本章小结
第三章 Zr-Co-Al金属玻璃的力学性能及动力学行为的研究
    3.1 引言
    3.2 Zr_(56)Co_(28)Al_(16)块体金属玻璃的结构表征
    3.3 Zr_(56)Co_(28)Al_(16)块体金属玻璃的力学性能
    3.4 断裂表面的三维显微形貌观察
        3.4.1 断裂表面的平均粗糙度
        3.4.2 剪切带(SBs)的形貌
    3.5 Zr_(56)Co_(28)Al_(16)块体金属玻璃的高温压缩力学性能
        3.5.1 压缩温度对力学行为的影响
        3.5.2 温度对相组成的影响
        3.5.3 温度对断口形貌的影响
    3.6 Zr_(56)Co_(28)Al_(16)块体金属玻璃的热力学性能
    3.7 Zr_(56)Co_(28)Al_(16)块体金属玻璃的退火及晶化动力学行为
        3.7.1 非等温退火的晶化动力学行为
        3.7.2 等温退火的晶化动力学行为
    3.8 本章小结
第四章 Mg-Cu-Y金属玻璃的力学性能及动力学行为的研究
    4.1 引言
    4.2 Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)大块非晶合金的结构特性
    4.3 Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)大块非晶的力学性能
    4.4 Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)块体金属玻璃的热力学性能
    4.5 Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)块体金属玻璃的退火及晶化动力学行为
        4.5.1 非等温退火的晶化动力学行为
        4.5.2 等温退火的晶化动力学行为
    4.6 本章小结
第五章 Zr基与Mg基非晶合金性能的对比
    5.1 块体金属玻璃的成分设计
    5.2 GFA判据的比较
    5.3 密度与比强度的比较
    5.4 过冷液相区与强度的比较
    5.5 晶化峰激活能的比较
    5.6 局部Avrami指数的比较
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间研究成果目录



本文编号：4007072