非晶态合金复习进程.ppt

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1、非晶态合金最普遍的方法x射线射中子衍射方法电子衍射分类2021/10/62近年来发展了用扩展x射线吸收精细结构(EXAFS)的方法研究非晶态材料的结构。根据x射线在某种元素原子吸收限附近吸收系数的精细变化，来分析非晶态材料中原子的近程排列情况。EXAFS和X射线衍射法相结合，对于非晶态结构的分析更为有利。extendedX-rayabsorptionfinestructure（EXAFS）是指元素的X射线吸收系数在吸收边高能侧30～1000电子伏之间的振荡；由吸收了X光的原子与邻近配位原子相互作用产生，并将傅立叶交换用到扩

2、展X射线吸收技术数据处理中，吸收边高能侧的多个叠加正弦波在空间按其壳层分开，获得原子间距和配位数等结构信息。其特点是：入射到样品后透射的Xα光、出射的荧光或光电子都产生扩展X射线吸收现象；扩展X射线吸收现象决定于短程有序作用，不需要长程结构，可得到吸收原子邻近配位原子的种类、距离、配位数、无序度因子；X射线吸收边具有因子特征，可以调节X射线的能量，对不同元素的原子周围环境分别进行研究。2021/10/63利用衍射方法测定结构，最主要的信息是分布函数，用来描述材料中的原子分布。双体分布函数g(r)相当于取某一原子为原点(r＝

3、0)时，在距原点为r处找到另一原子的几率，由此描述原子的排列情况。2021/10/64根据g(r)－f曲线，可求得两个重要参数：配位数和原子间距。非晶态的图形与液态很相似但略有不同，而和完全无序的气态及有序的晶态有明显的区别。非晶态在结构上与液体相似，原子排列是短程有序的；从总体结构上看是长程无序的，宏观上可将其看作均匀、各向同性的。2021/10/65非晶态结构的另一个基本特征是热力学的不稳定性，存在向晶态转化的趋势，即原子趋于规则排列。2021/10/66为了进一步了解非晶态的结构，通常在理论上把非晶态材料中原子的排列

4、情况模型化。模型不连续模型微晶模型聚集团模型连续模型连续无规网络模型硬球无规密堆模型2021/10/671．微晶模型该模型认为非晶态材料是由“晶粒”非常细小的微晶粒组成。非晶态结构和多晶体结构相似，只是“晶粒“尺寸只有几埃到几十埃”。微晶内的短程有序结构和晶态相同，但各个微晶的取向是杂乱分布的，形成长程无序结构。2021/10/68从微晶模型计算得出的分布函数和衍射实验结果定性相符，但细节上(定量上)符合得并不理想。如图。2021/10/69细节上(定量上)符合得并不理想。描述非晶态结构中原子排列情况还存在许多问题。否定2

5、021/10/6102．拓扑无序模型（连续模型）该模型认为非晶态结构的主要特征是原子排列的混乱和随机性，强调结构的无序性，而把短程有序看作是无规堆积时附带产生的结果。无序密堆硬球模型随机网络模型2021/10/611无序密堆硬球模型：由贝尔纳提出，用于研究液态金属的结构。无序密堆结构仅由五种不同的多面体组成，如图，称为贝尔纳多面体。该模型中，这些多面体作不规则的又是连续的堆积。无序密堆硬球模型所得出的双体分布函数与实验结果定性相符，但细节上也存在误差。2021/10/612随机网络模型：基本出发点是保持最近原子的键长、键角

6、关系基本恒定，以满足化学键的要求。该模型的径向分布函数与实验结果符合得较好。上述模型对于描述非晶态材料的真实结构还远远不够准确。但目前用其解释非晶态材料的某些特性如弹性，磁性等，还是取得了一定的成功。2021/10/6135.2.1非晶态形成条件原则上，所有的金属熔体都可以通过急冷制成非晶体。也就是说，只要冷却速度足够快，使熔体中原子来不及作规则排列就完成凝固过程，即可形成非晶态金属。5.2非晶态材料的制备2021/10/614但实际上，要使一种材料非晶化，还得考虑材料本身的内在因素，主要是材料的成分及各组元的化学本质。大

7、多数纯金属即使在106K／s的冷速下也无法非晶化；而在目前的冷却条件下，已制成了许多非晶态合金。2021/10/615判据准则：结构判据动力学判据2021/10/616动力学判据：考虑：冷却速度和结晶动力学之间的关系，即需要多高的冷却速度才能阻止形核及核长大。根据动力学的处理方法，把非晶态的形成看成是由于形核率和生长速率很小，或者看成是在一定过冷度下形成的体结晶分数非常小(小于10-6)的结果。这样，就可以用经典的结晶理论来讨论非晶态的形成，并定量确定非晶态形成的动力学条件。2021/10/617等温转变曲线：即TTT曲线

8、（T－time，T－temperature，T－transformation），可综合反映过冷高温相在不同过冷度下等温温度、保持时间与转变产物所占的百分数（转变开始及转变终止）的关系曲线，又称为“C曲线”。2021/10/618一般将高温相转变量为1％—3％所需的时间定为转变开始时间，而把转变量为98％