金屬玻璃由于其無(wú)序的原子排列而具有很多獨(dú)特的性能,其中Fe基金屬玻璃具有相對(duì)低廉的價(jià)格、優(yōu)異的力學(xué)、軟磁性和強(qiáng)耐腐蝕性能,備受人們關(guān)注,但其較低的玻璃形成能力限制了它們的工程應(yīng)用。材料的微觀結(jié)構(gòu)決定了宏觀性能,因此從微觀原子尺度了解金屬玻璃結(jié)構(gòu)及其形成機(jī)理有利于開(kāi)發(fā)出更高玻璃形成能力和高性能的金屬玻璃體系。此外,金屬玻璃一般由金屬熔體快速冷卻制備,但人們對(duì)金屬熔體的原子結(jié)構(gòu)及其演變規(guī)律、形核等過(guò)程的了解并不深入,所以從低熔點(diǎn)金屬出發(fā)來(lái)研究液體結(jié)構(gòu)及其極端條件下的結(jié)構(gòu)演變規(guī)律有助于新材料的開(kāi)發(fā)。本論文主要采用同步輻射X射線衍射和吸收譜技術(shù)結(jié)合理論計(jì)算,從原子尺度研究了微量元素的添加對(duì)金屬玻璃結(jié)構(gòu)及其玻璃形成能力的影響,分析了 Ga-In金屬液體高溫、高壓極端條件下的結(jié)構(gòu)及其演變規(guī)律,探討了金屬液體的形核過(guò)程。具體研究?jī)?nèi)容如下所示:第一章簡(jiǎn)單介紹了金屬玻璃的發(fā)展,潛在應(yīng)用,形成機(jī)制和相關(guān)結(jié)構(gòu)模型,同時(shí)討論了金屬液體的結(jié)構(gòu)特征和研究進(jìn)展。第二章主要介紹了本論文用到的金屬玻璃和金屬液體的實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)和比較流行的理論模擬方法。其中實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)包括X射線衍射,X射線吸收譜;理論模擬方法包括經(jīng)典分子... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 無(wú)序合金
    1.2 金屬玻璃
        1.2.1 金屬玻璃發(fā)展概述
        1.2.2 金屬玻璃性能及應(yīng)用
        1.2.3 金屬玻璃的形成
        1.2.4 金屬玻璃結(jié)構(gòu)特征
        1.2.5 金屬玻璃結(jié)構(gòu)模型
    1.3 金屬液體
        1.3.1 金屬液體結(jié)構(gòu)特征
        1.3.2 金屬液體結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
            1.3.2.1 短程序和中程序
            1.3.2.2 近鄰收縮現(xiàn)象
            1.3.2.3 液液轉(zhuǎn)變現(xiàn)象
            1.3.2.4 液體晶化現(xiàn)象
        1.3.3 Ga基低熔點(diǎn)合金研究進(jìn)展
    1.4 本論文的立體依據(jù)和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)和模擬分析方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)
        2.1.1 同步輻射X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)
        2.1.2 同步輻射X射線吸收譜(X-ray absorption fine structure XAFS)
    2.2 計(jì)算機(jī)模擬方法
        2.2.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬
            2.2.1.1 經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)模擬(Classical Molecular Dynamic simulation,MD)
            2.2.1.2 從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬(Abinitio Molecular Dynamic simulation,AIMD)
        2.2.2 逆蒙特卡羅模擬(Reverse Monte Carlo simulation,RMC)
    2.3 結(jié)構(gòu)分析方法
        2.3.1 雙體相關(guān)函數(shù)(Pair distribution function, g(r))
        2.3.2 結(jié)構(gòu)因子(Structure factor,S(q))
        2.3.3 鍵角分布函數(shù)(Bond angle distribution,BAD)
        2.3.4 Voronoi分形(Voronoi tessellation analysis, VT)
        2.3.5 鍵取向序參數(shù)(Bond-orientational order parameter,BOO parameter)
        2.3.6 原子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)較正方法(Atomic cluster alignment method,ACA)
        2.3.7 最近鄰關(guān)系指數(shù)(Nearest-neighbor correlation index, C_(ij))
第三章 鐵基金屬玻璃的原子結(jié)構(gòu)研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)和模擬
        3.2.1 高能X射線衍射
        3.2.2 X射線擴(kuò)展精細(xì)結(jié)構(gòu)
        3.2.3 熱力學(xué)性能測(cè)試
        3.2.4 逆蒙特卡洛模擬
        3.2.5 從頭算分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    3.3 結(jié)果及討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 溫度誘導(dǎo)GaIn金屬液體結(jié)構(gòu)演化研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)和模擬
        4.2.1 原位X射線衍射實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 熱膨脹實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 從頭算分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    4.3 結(jié)果及討論
        4.3.1 GaIn共晶合金高溫下的液液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變
        4.3.2 Ga-In合金體系液體結(jié)構(gòu)演化
        4.3.3 GaIn共晶合金過(guò)冷液體結(jié)構(gòu)及晶化現(xiàn)象
    4.4 本章小結(jié)
第五章 壓力誘導(dǎo)GaIn金屬液體結(jié)構(gòu)演化研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)和模擬
        5.2.1 原位高壓X射線衍射
        5.2.2 從頭算分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    5.3 結(jié)果及討論
        5.3.1 室溫高壓下液體GaIn共晶合金結(jié)構(gòu)演化
        5.3.2 高溫高壓下液體GaIn共晶合金結(jié)構(gòu)演化
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的文章
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Recent Developments in Functional Crystals in China[J]. Jiyang Wang,Haohai Yu,Yicheng Wu,Robert Boughton.  Engineering. 2015(02)



本文編號(hào)：3192085