金属熔体玻璃化转变特征温度的测定与研究

发布时间：2017-08-15 18:07

  本文关键词：金属熔体玻璃化转变特征温度的测定与研究

  更多相关文章： Ge-Se-Sb红外玻璃 Ge-Se红外玻璃 玻璃化转变温度 比热 Kuazmann温度 脆性参数

【摘要】：表征熔体玻璃化转变有三个特征温度：实际玻璃化转变温度Tg、动力学理想玻璃化转变温度T0(即VFT温度)、热力学理想化玻璃转变温度TK(即Kauzmann温度)。只有知道了它们的精确数据及其相关规律,才能实现对金属非晶形成能力的正确预测和非晶材料成分的准确设计。对液体脆性的研究可以揭示金属玻璃的动力学行为,有助于加深人们对玻璃态的本质的认识。本文采用熔融-淬冷法制备得到Ge-Se-Sb三元和Ge-Se二元硫系玻璃及其晶体。通过DSC、XRD、IR等测量手段,研究了Ge-Se-Sb三元红外玻璃动力学特征及热力学特征,Ge-Se二元红外玻璃的动力学特征。论文主要研究结果如下：(1) Ge-Se-Sb红外玻璃的红外透过率良好,均在60%左右。Ge-Se红外玻璃红外透过率为43%。(2)Ge-Se-Sb红外玻璃的玻璃化转变温度(Tg)和成分及升温速率密切相关。在相同升温速率条件下,GexSe90-xSbi0 (x=20,23,25,30)红外玻璃的Tg随着Ge含量的增加呈先增加后减小的变化趋势,当Ge含量为25%时,Tg达到最大值。这是由硫系红外玻璃的网络交联结构及各化学键平均键能的总和所决定的。此外,(x=20,23,25,30)红外玻璃的Tg随着升温速率的增加而增加,动力学效应十分显著。Ge30Se70玻璃的Tg高于Ge25Se65玻璃的Tg,这主要也是总平均键能的变化引起的。(3)GexSe90-xSbio (x=20,23,25,30)玻璃的动力学理想玻璃化转变温度T0随着Ge含量的增加呈现先增加后减小的变化规律。Ge30Se70玻璃的T0高于Ge25Se65玻璃的T0。(4) GexSe90-xSbio (x=20,23,25,30)玻璃的TK值分别为376.89 K、401.68 K、418.77和473.41 K。GexSe90-xSb10玻璃的TK值随Ge含量(20≤x≤30)的增加呈线性增加的变化规律；(5) GexSe90-xSb10玻璃聊值在20.7-23.2之间,Tg/TK值介于1.183-1.357之间,表明这四种成分的硫系玻璃均为“强”的液体。CexSe100-x (x= 25,30)玻璃动力学脆性m分别为26.3和21.9,为典型的“强”的玻璃。Ge-Se-Sb玻璃的约化玻璃转变温度Trg (=Tg/Tm)介于0.678到0.742之间,均大于2/3,说明它能有效抑制结晶相的成核与长大过程,有利于非晶相的形成。
【关键词】：Ge-Se-Sb红外玻璃 Ge-Se红外玻璃 玻璃化转变温度 比热 Kuazmann温度 脆性参数
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.8
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 金属玻璃的研究现状11-14
• 1.2.1 玻璃研究的发展史11-12
• 1.2.2 玻璃化转变12-14
• 1.3 玻璃动力学与热力学研究14-17
• 1.3.1 过冷液体动力学14-16
• 1.3.2 过冷液体的热力学16-17
• 1.4 液体脆性17-18
• 1.4.1 过冷液体的脆性17-18
• 1.4.2 液体脆性的研究现状18
• 1.4.3 液体脆性的研究意义18
• 1.5 硫系玻璃的结构及其性能特点18-21
• 1.5.1 硫系玻璃的结构及其对力学性能的影响18-20
• 1.5.2 硫系玻璃的光学性质20-21
• 1.5.3 硫系玻璃的应用21
• 1.6 本课题研究的意义和主要内容21-23
• 2 实验过程及测试方法23-28
• 2.1 原料成分选取23
• 2.2 制备工艺流程图23
• 2.3 石英管预处理23-25
• 2.4 性能测试方法25-26
• 2.4.1 差示扫描量热分析25
• 2.4.2 X射线衍射测试25
• 2.4.3 红外透过率测试25-26
• 2.5 玻璃及晶体比热的测试26-28
• 3 Ge-Se-Sb、Ge-Se红外玻璃的制备及其性能28-45
• 3.1 红外玻璃的融制28-32
• 3.2 试样X射线衍射分析32-34
• 3.2.1 Ge-Se-Sb红外玻璃的X射线衍射分析32-33
• 3.2.2 Ge-Se红外玻璃的X射线衍射分析33-34
• 3.3 红外透过率测试34-37
• 3.3.1 Ge-Se-Sb红外玻璃的红外透过光谱测试34-36
• 3.3.2 Ge-Se红外玻璃的红外透过光谱测试36-37
• 3.4 差式扫描量热分析37-44
• 3.4.1 Ge-Se-Sb红外玻璃的差式扫描量热分析37-41
• 3.4.2 Ge-Se红外玻璃差示扫描法分析41-44
• 3.5 小结44-45
• 4 红外玻璃的动力学理想转变温度及脆性参数45-55
• 4.1 Vogel-Fulcher方程确定T_045-49
• 4.1.1 Ge-Se-Sb红外玻璃的T_045-47
• 4.1.2 Ge-Se红外玻璃的T_047-49
• 4.2 动力学脆性49-52
• 4.2.1 Ge-Se-Sb红外玻璃的动力学脆性49-51
• 4.2.1 Ge-Se红外玻璃动力学脆性51-52
• 4.3 约化玻璃转变温度52-54
• 4.4 小结54-55
• 5 Ge-Se-Sb红外玻璃热力学性质55-63
• 5.1 比热的测量55-58
• 5.2 T_K的确定58-61
• 5.3 小结61-63
• 6 结论63-65
• 参考文献65-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71-73
• 致谢73-75

【参考文献】

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1 常芳娥;唐博博;朱满;高阿红;张龙;坚增运;;CsCl对Ge_(23)Se_(67)Sb_(10)红外玻璃组织和性能的影响[J];功能材料;2013年14期

，

本文编号：679552