表4 博士学位研究生论文选题报告表4

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1、学号：2010100367西北工业大学研究生学位论文选题报告表学院材料学院学科、专业材料加工工程姓名顾斌学位级别博士导师刘峰教授培养类别统分报告日期2011年9月8日研究生院-10-研究生学位论文选题报告的要求一、硕士生的选题报告内容应包括文献综述、选题意义、研究内容、研究方案，论文工作量的估计、工作条件，预期达到的水平，存在的问题及拟采取的解决措施。二、博士生的选题报告内容应包括文献综述、选题背景及其意义、研究内容、研究特色、工作难点、预期成果及其可能的创新点。三、选题报告会应以学术活动的方式公开进行。四、正式开题之前，研究生应在广泛阅读中、外文资料的基础上，深入了解拟

2、选课题的国内外研究动态，把握所选课题的目的、意义和预期结果，明确课题工作的设想、方法和研究路径。五、研究生在规定的时间内，写出选题报告初稿，经指导教师审阅同意后，由指导教师安排选题报告时间。选题报告未通过者，重新开题，若第二次选题报告仍通不过者，则按有关规定终止学籍。六、选题报告不能按期完成者，应及时向研究生院培养处提出延期申请。七、本表可以打印或用钢笔认真填写，若不够填写时，可另加附页。-10-论文题目非晶制备条件、结构与晶化动力学的关系论文类型（请在有关项目下作√记号）基础研究应用研究工程技术跨学科研究√研究生在进行选题报告、听取意见后，整理成文（不少于3500字）。

3、一文献综述及选题意义非晶合金（也称为金属玻璃）是一类原子排列具有长程无序短程有序结构特征的金属合金的总称。与传统的晶态合金相比，由于其结构中缺少原子排列的周期对称性和各向异性，这就使得非晶合金具有独特的物理、化学性质[1]。非晶合金作为结构、功能材料在航空、航天、机械、电子、化工、微机电、军事等众多尖端领域有着及其重要的应用前景。一般认为，只要在足够大的冷却速率条件下，任何材料的无序液态结构都能通过连续冷却，避免原子或分子位置重调至有序晶体结构，而被保留至固态。对于氧化物玻璃类材料而言，其组成是由三维原子团簇构成，强烈的共价键结构使其液态的粘度较高，从而限制了原子在液态中

4、的扩散，并减缓了结晶化过程。因此，在常规冷却条件下，我们可以很容易制备得到氧化物玻璃类材料。相反，由于合金的原子间是通过金属键相结合，这种无方向的价键结合造成了其液态的粘度较低，原子扩散速度较快，有利于合金内部原子的有序排列，在冷却过程中，液态合金内部容易形成晶核并自发长大，结晶化过程发生得很快，因此若想避免晶体相的出现，制备得获得固态的非晶合金，就必须采用快速凝固或其它方法使其实现深过冷，从而避免结晶化过程[3]。在1934年，德国人Kramer利用气相沉积的方法成功制备得到非晶合金薄膜[4]。这是历史上最早声称制备得到非晶合金的报道。此后，在1950年，美国国家标准局

5、的Brenner等人报道了利用电沉积的方法制备得到Ni-P非晶合金涂层，该材料被作为硬质、耐磨、抗腐蚀涂层而广泛使用[5]。然而，此发现的重要科学意义在当时并没有得到广泛的认识。在1960年，美国加州理工大学的Duwez及其合作者利用“SplatQuenching”快速凝固技术第一次成功的将Au80Si20合金从液体直接冻结为固态非晶合金薄片[6]。-10-此后的数十年间，人们在大量的合金体系中获得了非晶，并逐渐建立了非晶形成理论。但是，由于传统非晶合金的玻璃形成能力很弱，临界冷速通常大于106K/s，只能通过熔体急冷的方法来制备，得到的材料是低维的非晶薄带、细丝或粉末，

6、这在很大程度上限制了非晶合金作为结构材料的应用[5]。对能够直接利用传统的缓冷凝固方法制备出块体非晶合金的渴望，促使科学家们不断优化非晶合金的成分设计理论，由此开发出了一系列块体非晶合金。自1989年以来，日本的Inoue等人利用金属模浇铸法制备了具有很低临界冷却速度的块体非晶合金体系。美国加州理工学院的Johnson等人于1993年开发了迄今为止玻璃形成能力最好的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5合金，其玻璃形成能力接近传统的氧化物玻璃，临界冷却速度仅为1K/s[3]。在这期间，部分科学家通过机械合金化、固态反应、离子束混合等方法也制备出了新型非晶

7、合金[4-6]，但是所得到的非晶合金仍然没有突破传统非晶合金在尺寸上的限制。理解玻璃转变过程和非晶结构，对指导块体非晶的制备有极其重要的意义。玻璃转变可以被定义为一种动力学现象。在玻璃转变过程中体系的结构弛豫不能匹配其冷却速率[2]。因此金属玻璃的结构取决于其加工条件。王等人[3]通过分子动力学模拟研究Cu46Zr54合金发现，低冷却速率会导致非晶结构更加密堆、更稳定，具有更低的体积和势能；而高冷却速率会使非晶结构具有更多的自由体积。对于Zr-Ti-Cu-Ni-Be-C非晶合金，试验研究和数值模拟都发现，高压会促进短程有序结构