Zr基非晶合金體系擁有較大的玻璃形成能力和較寬的過冷液相區(qū),可以用簡(jiǎn)單的設(shè)備制備出質(zhì)量較好的大塊體非晶合金,同時(shí)還擁有一系列優(yōu)異的力學(xué)性能,如高的強(qiáng)度硬度、高的彈性極限等,是目前所有非晶合金體系中最有希望應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)材料。但作為工程結(jié)構(gòu)材料其玻璃形成能力仍然有限,且室溫塑性差,這兩個(gè)因素極大的限制其工程應(yīng)用。本文致力于對(duì)合金成分進(jìn)行微調(diào)和對(duì)其進(jìn)行微合金化來提高非晶合金的玻璃形成能力及室溫塑性,同時(shí)探索合金成分微調(diào)和微合金化對(duì)其綜合力學(xué)性能的影響。本論文通過銅模噴鑄法制備出圓柱狀、片狀和板條狀等樣品,利用切割機(jī)將其加工成測(cè)試所需要樣品形狀,采用X射線衍射儀（XRD）和雙球差透射電鏡（TEM）表征樣品的晶體結(jié)構(gòu),利用高溫差式掃描量熱儀（DSC）分析樣品的熱學(xué)參數(shù),使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)、納米壓痕儀等儀器設(shè)備測(cè)試樣品的拉伸、壓縮、三點(diǎn)彎曲、彈性模量、硬度等力學(xué)性能,并對(duì)其結(jié)果和形成機(jī)理進(jìn)行分析研究。通過對(duì)ZrCuNiAlNb體系非晶合金中Cu元素進(jìn)行成分微調(diào),結(jié)果表明,在研究范圍內(nèi)隨著Cu元素含量的增加,ZrCuNiAlNb非晶合金的玻璃形成能力、屈服強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、壓縮塑性和缺口韌性均先增大... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

一般晶態(tài)金屬材料與非晶態(tài)金屬材料的原子結(jié)構(gòu)區(qū)別非晶合金從發(fā)現(xiàn)到今天只有短短100年左右的歷史，發(fā)展歷程大致可以分為三個(gè)階

Zr-Cu-Ni-Al-Nb(Ti)塊體非晶合金成分對(duì)力學(xué)性能的影響研究8表1-2非晶合金的特性及應(yīng)用展望基本特征應(yīng)用領(lǐng)域基本特征應(yīng)用領(lǐng)域高強(qiáng)度高性能結(jié)構(gòu)材料高黏滯流動(dòng)性復(fù)寫材料高硬度模具材料高彎曲比連接材料高斷裂韌性復(fù)合材料優(yōu)良軟磁性軟磁材料高生物相容性生物醫(yī)用材料高頻磁導(dǎo)率光學(xué)精密材料高疲勞強(qiáng)度工具材料高磁致伸縮高磁致伸縮材料高彈性能體育用品高效電極（氯氣）電極材料高抗腐蝕性耐腐蝕材料高儲(chǔ)氫性儲(chǔ)氫材料高耐磨性切削材料圖1-2非晶合金在精密機(jī)械、信息通訊、航天航空器件、國(guó)防工業(yè)等方面的應(yīng)用1.5.1體育用品塊體非晶合金在體育器械方面擁有廣闊的應(yīng)用前景，它所能提供的高性能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：強(qiáng)度是其他材料的3倍，抗永久變形能力比普通金屬高2-3倍，硬度約是不銹鋼和鈦的2倍，彈性是超級(jí)金屬的3-4倍，密度介于鈦和鋼之間，優(yōu)異的固有

Zr-Cu-Ni-Al-Nb(Ti)塊體非晶合金成分對(duì)力學(xué)性能的影響研究14表2-2制備合金所使用原材料的名稱、規(guī)格、純度及生產(chǎn)廠家原材料名稱規(guī)格純度生產(chǎn)廠家鋯(Zr)棒狀99.99wt%北京中金研新材料科技有限公司銅(Cu)2*10mm99.99wt%北京中金研新材料科技有限公司鎳(Ni)2*10mm99.99wt%北京中金研新材料科技有限公司鋁(Al)塊狀99.99wt%北京中金研新材料科技有限公司鈮(Nb)2*10mm99.99wt%北京中金研新材料科技有限公司鈦(Ti)2*10mm99.99wt%北京中金研新材料科技有限公司2.3母合金熔煉及塊體非晶合金樣品制備2.3.1母合金的熔煉本文研究選擇兩個(gè)Zr基非晶合金體系共9個(gè)成分，分別為Zr(56-x)Cu(7.5+x)Ni17.5Al15Nb4(x=0,2,4,6,8)和Zr(53.5-x)NbxCu24Ni9.5Al7Ti6(x=0,1.5,3,4.5)。首先把純度為99.99wt%的金屬原料分別用乙醇在超聲波清洗機(jī)中清洗半個(gè)小時(shí)，去除純金屬表面在生產(chǎn)過程中吸附的油脂和灰塵等污染物，清洗完畢取出晾干備用。用稱量計(jì)算軟件將體系中各組元間原子百分比換算成質(zhì)量百分比，再用高精度電子分析天平稱取相應(yīng)質(zhì)量的原材料，為了確保所熔煉出的母合金是成分配比準(zhǔn)確，每次稱量時(shí)精確到0.001g，單個(gè)母合金質(zhì)量約在30g左右。圖2-1(a)母合金配料，(b)熔煉后的母合金如上圖2-1(a)所示，將配好的原材料放在真空電弧熔煉爐內(nèi)的水冷銅盤中，關(guān)好爐體后先打開機(jī)械泵將爐內(nèi)空氣抽出，關(guān)閉機(jī)械泵，充入高純氬氣進(jìn)行洗氣，再打開機(jī)械


本文編號(hào)：2961717