锆基非晶合金压力敏感特性及其影响因素

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1、学校代码10530学号201110081269分类号TG139密级公开硕士学位论文锆基非晶合金压力敏感特性及其影响因素学位申请人罗勉指导教师喻更生副教授学院名称材料与光电物理学院学科专业材料科学与工程研究方向高性能金属材料二○一四年五月万方数据PressureSensitiveCharacteristicandItsInfluenceFactorsinZr-basedBulkMetallicGlassesCandidateMianLuoSupervisorAssociateProfessorGengshengYuCollegeFacultyofMaterials,Optoelectronics

2、andPhysicsProgramMaterialsScienceandEngineeringSpecializationHigh-performanceMetallicMaterialsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2014万方数据湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声

3、明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要非晶合金具有极高的强度、耐磨和耐腐蚀等优异的性能，作为结构材料具有潜在的应用前景。然而非晶合金室温塑性极差，限制了其在实际中的应用。已有的研究结果表明，非晶合金是一种压力敏感性材料，压力

4、敏感因子对其塑性变形和断裂特性会产生重要影响。深入研究压力敏感因子的物理本质及其影响因素，对深刻理解非晶合金的变形机理有着重要意义。本文采用压痕法对Zr基非晶合金压力敏感因子进行了测试，并研究了结构弛豫和环境温度对非晶合金压力敏感特性的影响，初步分析了外载荷以及结构弛豫对非晶变形的影响，同时分析了硬度和剪切带形貌与压力敏感因子的关联。主要结论如下：(1)采用水冷铜模吸铸法制备了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5和Zr65Al7.5Cu17.5Ni10两种非晶合金。对两种Zr基非晶在523-633K间进行四种不同温度的恒温退火，得到了不同弛豫程度的合金，经XRD检测后仍为非

5、晶。并对其进行DSC测试，发现随退火温度的升高其结构弛豫程度增加。(2)研究了外载荷和结构弛豫对非晶压力敏感特性的影响。结果表明对同一非晶而言，随非晶结构弛豫程度的增加，压力敏感因子随之增加。对于结构弛豫程度相同的非晶而言，随着外载荷的增加，非晶变形过程中原子之间的摩擦力增加，从而导致其硬度增加。当非晶内部原子间的摩擦力达到临界值时，其硬度趋于定值。对于同一非晶而言，随着结构弛豫程度的增加，非晶内部自由体积逐渐减少，表现为非晶的硬度逐渐增加，压痕周围剪切带的数量减少，剪切带的平均间距随之增加，剪切带衬度逐渐降低。(3)研究了环境温度（273-373K）对非晶压力敏感特性的影响。结果表明对同一非

6、晶而言，随环境温度的升高，压力敏感因子的变化不大。但受材料内部热激活的影响，随着环境温度的升高，非晶的硬度逐渐降低，压痕周围剪切带的数量逐渐增加，剪切带的平均间距逐渐降低。关键词：大块非晶合金；压力敏感；自由体积；硬度I万方数据AbstractBulkmetallicglasses(BMGs)havehighstrength,wearresistanceandcorrosionresistanceandotherexcellentperformance,whichhaveagreatpotentialapplicationasakindofnewstructuralmaterials.Howe

7、ver,thelackofanysignificantplasticdeformationatroomtemperatureofBMGsisoneofthemostmainobstaclestotheirpracticalapplication.ItwasfoundthatBMGswasakindofpressuresensitivematerial,andthepressuresensitivi