本文選題：金屬玻璃 + 低維材料�。� 參考：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)》2017年博士論文

【摘要】：縱觀人類社會(huì)的發(fā)展歷程,從石器時(shí)代,青銅時(shí)代,鐵器時(shí)代,再到信息時(shí)代,我們對(duì)材料科學(xué)的理解很大程度上代表了人類認(rèn)識(shí)世界,改造世界的能力。而在材料科學(xué)發(fā)展的過程中,研究的手段與方法則是我們突破以往認(rèn)知,獲得新材料的最重要的手段之一。正如同顯微鏡的發(fā)展讓我們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)從宏觀向微觀不斷深入,一步一步邁向真理的彼岸。在金屬玻璃領(lǐng)域,材料的發(fā)展更是以制備和表征方式進(jìn)步的重要節(jié)點(diǎn)作為標(biāo)志。在如今塊體非晶材料已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)應(yīng)用的時(shí)代,如何從更深入的角度去理解非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)與特征,從而提高金屬玻璃的性能、開拓金屬玻璃的新應(yīng),用則是目前最重要的問題。在這樣的研究背景下,本文采用了一系列不同的研究手段,從多尺度、多維度的角度下對(duì)金屬玻璃的玻璃形成能力、弛豫等特征進(jìn)行分析、研究,旨在使用不同的研究手段,在多尺度、多維度的條件下研究金屬玻璃的基本問題,以求能夠開闊我們對(duì)金屬玻璃本質(zhì)與特征的認(rèn)識(shí)。本文首先討論了低維金屬玻璃的制備與表征。我們通過激光脈沖沉積的方法,得到了厚度在原子級(jí)別的CuZrAl和CuZr金屬玻璃薄膜,并通過球差校正透射電子顯微鏡等手段對(duì)薄膜的性質(zhì)進(jìn)行表征。發(fā)現(xiàn)Al摻雜能夠降低體系擴(kuò)散系數(shù),導(dǎo)致兩種薄膜在退火過程中形核率有明顯差異,這也解釋了Al摻雜提高玻璃形成能力的現(xiàn)象。我們也制備了尺寸分布在1-5 nm范圍的PdSi納米顆粒,通過對(duì)結(jié)構(gòu)隨尺寸演化的表征,我們直接觀察到了PdSi納米顆粒的臨界核尺寸,從而驗(yàn)證了經(jīng)典形核理論。本文通過分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了玻璃體系弛豫行為的微觀起源。我們通過設(shè)計(jì)具有不同勢(shì)阱寬度的勢(shì)函數(shù),得到了具有不同低溫弛豫行為的無(wú)序體系,發(fā)現(xiàn)隨著勢(shì)函數(shù)在勢(shì)阱處變窄,體系的低溫弛豫動(dòng)力學(xué)明顯增強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)上我們同樣觀察到稀土基金屬玻璃普遍具有更明顯的?弛豫。并通過其摩爾體積與體彈模量的關(guān)系同更窄的勢(shì)函數(shù)建立關(guān)聯(lián),我們解釋了稀土基金屬玻璃的弛豫現(xiàn)象。同時(shí),我們對(duì)微觀動(dòng)力學(xué)的分析顯示,無(wú)序體系的弛豫行為和動(dòng)力學(xué)非均勻性的強(qiáng)度密切相關(guān)。本文進(jìn)一步采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法分析了二元合金玻璃的玻璃形成能力。我們建立了二元非晶形成合金體系的多維數(shù)據(jù)庫(kù),并使用支持向量機(jī)對(duì)多維數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,建立了可以預(yù)測(cè)二元合金玻璃形成能力的模型。通過數(shù)據(jù)測(cè)試,我們證實(shí)了該模型對(duì)合金的玻璃形成能力好壞具有明顯的區(qū)分能力。我們通過改變輸入數(shù)據(jù)的種類,考察了不同參量對(duì)合金玻璃形成能力的影響,發(fā)現(xiàn)合金熔點(diǎn)的信息和玻璃形成能力有明顯關(guān)聯(lián)。
[Abstract]:Throughout the development of human society, from the Stone Age, Bronze Age, Iron Age, and then to the Information Age, our understanding of material science represents to a large extent the ability of human beings to understand and transform the world.In the course of the development of material science, the means and methods of research are one of the most important means for us to break through the past cognition and obtain new materials.Just as the development of microscope allows us to understand matter from macro to micro, step by step to the other side of the truth.In the field of metallic glass, the development of materials is marked by the progress of preparation and characterization.Now that bulk amorphous materials have entered the era of large-scale market application, how to understand the nature and characteristics of amorphous materials from a deeper perspective, so as to improve the properties of metallic glass and open up new applications of metallic glass.Use is the most important issue at present.In this research background, this paper uses a series of different research methods to analyze the glass forming ability, relaxation and other characteristics of metallic glass from the angle of multi-scale and multi-dimension. The purpose of this study is to use different research methods.In order to broaden our understanding of the nature and characteristics of metallic glass, the basic problems of metallic glass are studied under multi-scale and multi-dimensional conditions.In this paper, the preparation and characterization of low dimensional metallic glass are discussed.CuZrAl and CuZr metallic glass thin films with atomic thickness were obtained by laser pulse deposition. The properties of the films were characterized by spherical aberration corrected transmission electron microscopy (TEM).It is found that Al doping can decrease the diffusion coefficient of the system, which leads to the obvious difference in nucleation rate between the two films during annealing, which also explains the phenomenon that Al doping can improve the glass forming ability.We have also prepared PdSi nanoparticles with size distribution in the range of 1-5 nm. The critical nucleation size of PdSi nanoparticles has been observed directly through the characterization of the structure evolution with size, thus validating the classical nucleation theory.In this paper, the microscopic origin of relaxation behavior of glass system has been studied by molecular dynamics simulation.By designing potential functions with different potential well widths, we obtain disordered systems with different low-temperature relaxation behaviors. It is found that the low-temperature relaxation kinetics of the system increases with the potential function becoming narrower at the potential well.We also observed that rare earth based metallic glasses are generally more obvious in experiments.Relaxation.The relaxation phenomenon of rare earth based metallic glass is explained by the correlation between the molar volume and bulk elastic modulus and the narrower potential function.At the same time, our analysis of microdynamics shows that the relaxation behavior of disordered systems is closely related to the strength of the dynamic inhomogeneity.In this paper, the glass forming ability of binary alloy glass is analyzed by machine learning method.The multi-dimensional database of binary amorphous alloy system is established and the multi-dimensional data is analyzed by support vector machine (SVM). A model is established to predict the glass forming ability of binary alloy.Through the data test, we confirm that the model has obvious ability to distinguish the glass forming ability of the alloy.By changing the type of input data, we investigate the influence of different parameters on the glass forming ability of the alloy. It is found that the melting point information of the alloy is obviously related to the glass forming ability.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG139.8

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃敏偉 ,孟曙光;金屬玻璃[J];金屬世界;2000年01期

2 孟曙光;;未來的材料——金屬玻璃[J];杭氧科技;2000年02期

3 ;金屬玻璃技術(shù)[J];化工學(xué)報(bào);2005年05期

4 陳丹;堅(jiān)硬似鋼鐵柔軟如流水的金屬玻璃[J];中小企業(yè)科技;2005年06期

5 ;金屬玻璃的熱壓過冷液相連接[J];金屬功能材料;2007年05期

6 ;超強(qiáng)金屬玻璃揭秘:3mm粗棒可撐起卡車[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2008年03期

7 ;美國(guó)開發(fā)出新型“金屬玻璃”[J];大眾科技;2009年02期

8 ;美國(guó)研發(fā)出新型“金屬玻璃”[J];材料工程;2009年02期

9 ;美研究人員開發(fā)出新型“金屬玻璃”[J];遼寧建材;2009年02期

10 龍斌;;美開發(fā)出以鈦為基礎(chǔ)的新型“金屬玻璃”[J];功能材料信息;2009年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 水嘉鵬;劉軍民;王玉林;;金屬玻璃的彈性模量和動(dòng)態(tài)粘度[A];內(nèi)耗與超聲衰減——第三次全國(guó)固體內(nèi)耗與超聲衰減學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1991年

2 張新建;陳旭;;塊狀金屬玻璃疲勞的研究進(jìn)展[A];第十四屆全國(guó)疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

3 官可洪;曹玉梁;支起錚;郭恩霖;;鐵基金屬玻璃的熱磁特性[A];首屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

4 李繼承;陳小偉;;金屬玻璃及其復(fù)合材料的壓縮剪切試驗(yàn)研究進(jìn)展[A];第十屆全國(guó)沖擊動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

5 蔣敏強(qiáng);戴蘭宏;江峰;;金屬玻璃斷裂的韌脆轉(zhuǎn)變機(jī)理[A];第16屆全國(guó)疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議程序冊(cè)[C];2012年

6 劉凱欣;劉偉東;葉林茂;;高速?zèng)_擊載荷下金屬玻璃的力學(xué)特性研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

7 何怡貞;;金屬玻璃在玻璃轉(zhuǎn)變溫區(qū)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性——預(yù)晶化與相分離[A];內(nèi)耗與超聲衰減——第三次全國(guó)固體內(nèi)耗與超聲衰減學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1991年

8 戴蘭宏;;探索大塊金屬玻璃剪切帶起源[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（上）[C];2007年

9 潘正堂;;熱可塑鎂基塊狀金屬玻璃之微成型功能性研究[A];2010年第四屆微納米海峽兩岸科技暨納微米系統(tǒng)與加工制備中的力學(xué)問題研討會(huì)摘要集[C];2010年

10 張海峰;張慶生;胡壯麒;;銅基塊狀非晶制備與性能[A];2004年中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 通訊員 劉萌萌 郭娜 特約記者 高景田;勝芳：打造全國(guó)最大金屬玻璃家具產(chǎn)業(yè)基地[N];廊坊日?qǐng)?bào);2008年

2 節(jié)浩;新型金屬玻璃在美國(guó)研制成功[N];中國(guó)建材報(bào);2009年

3 劉霞;美發(fā)明處理金屬玻璃新方法[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

4 王小龍;美制造出單晶體結(jié)構(gòu)金屬玻璃[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 ;中科院成功制備微納米金屬玻璃纖維[N];中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào);2011年

6 中科院物理所研究員 汪衛(wèi)華;金屬玻璃[N];光明日?qǐng)?bào);2012年

7 ;新型金屬玻璃在美車研制成功[N];今日信息報(bào);2005年

8 張樂;浙江大學(xué)研制成功大規(guī)格新型金屬玻璃[N];大眾科技報(bào);2007年

9 張樂;我國(guó)研制成功大規(guī)格新型金屬玻璃[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2007年

10 陳捷邋劉茜 記者 束洪福;金屬玻璃能“感知冷暖”[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉秀茹;快速增壓法制備大塊金屬玻璃及金屬玻璃的高壓相變研究[D];西南交通大學(xué);2007年

2 時(shí)博;壓縮塑性變形對(duì)Zr基塊體金屬玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響[D];蘭州大學(xué);2016年

3 胡浩;Ti基大塊金屬玻璃表面制備生物活性涂層的研究[D];天津大學(xué);2012年

4 吳念初;鋁基塊體金屬玻璃結(jié)構(gòu)模型及其玻璃形成能力的研究[D];東北大學(xué);2015年

5 崔晶;鈦基非晶復(fù)合材料變形行為研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

6 Azkar Saeed Ahmad;無(wú)序態(tài)材料在極端條件下的表現(xiàn)行為[D];浙江大學(xué);2016年

7 薛榮潔;高壓對(duì)金屬玻璃性能的影響和金屬玻璃β弛豫行為研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所);2017年

8 呂玉苗;金屬玻璃近表面區(qū)域力學(xué)行為及動(dòng)力學(xué)研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所);2017年

9 孫奕韜;金屬玻璃的多尺度、多維度研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所);2017年

10 葛天培;金屬玻璃的流變單元與時(shí)間[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 薛榮潔;金屬玻璃的密度與缺陷研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

2 盧金平;基于M-C屈服準(zhǔn)則的金屬玻璃切削力學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 馬雯麗;Zr_(61.7)Al_8Ni_(13)Cu_(17)Sn_(0.3)金屬玻璃單向壓縮變形后剪切帶的密度與分布[D];蘭州大學(xué);2015年

4 周超;金屬玻璃液體的異常動(dòng)力學(xué)特性研究[D];山東大學(xué);2015年

5 張紅冉;金屬玻璃Fe_(80)Si_(7.43)B_(12.57)和Ni_(62)Ta_(38)抗H~+輻照損傷的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 侯文婧;500keV的He~(2+)離子輻照Fe基、Ni基、Ti基金屬玻璃損傷研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 胡超;金屬玻璃的局域原子結(jié)構(gòu)的表征研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2014年

8 王海波;工業(yè)純?cè)现苽涞蔫F基金屬玻璃及其性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

9 田雪坤;金屬玻璃球殼熱屈曲研究[D];太原科技大學(xué);2015年

10 李鋒;AL-TM-RE合金體系中相似組元替換對(duì)金屬玻璃形成能力的影響[D];東北大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1757356