發(fā)布時間：2021-09-18 13:42

　　非晶態(tài)合金因其長程無序、短程有序的結(jié)構(gòu)特征而具有特殊性能。然而,無論是非晶材料現(xiàn)象學和基礎(chǔ)認知,還是開發(fā)新型塊體非晶合金（BMGs）及提高合金玻璃形成能力（GFA）,均尚待人們不斷求索。新近開發(fā)的Cu-Zr-Al-Ag系BMGs以其良好的GFA、超高的力學性能和相對低廉的成本而具備工程應(yīng)用前景。然而,對這類非晶合金的熱穩(wěn)定性、弛豫和晶化行為及GFA本質(zhì)仍缺乏系統(tǒng)研究。電阻和內(nèi)耗作為物質(zhì)結(jié)構(gòu)敏感物理量,可靈敏地反映材料結(jié)構(gòu)變化。本文以CuxZr84-xAl8Ag8 （x=42,40,38,36）系BMGs為主要研究對象,首次運用電阻法和內(nèi)耗技術(shù)系統(tǒng)探索其熱穩(wěn)定性、弛豫和晶化行為、GFA以及熔體狀態(tài)對所制備非晶諸方面的影響,以期探明該體系BMGs上述諸多物理過程及其差異和本質(zhì),揭示相關(guān)新現(xiàn)象和規(guī)律,從而為該類非晶乃至整個非晶領(lǐng)域的深入研究和工程應(yīng)用提供科學與技術(shù)依據(jù)。取得的主要創(chuàng)新性成果和結(jié)論如下：1.連續(xù)升溫（直至1100 K）過程中,CuxZr84-xAl8Ag8 BMGs的電阻溫度系數(shù)在玻璃轉(zhuǎn)變溫度處發(fā)生明顯變化；此后電阻率出現(xiàn)兩次突降,表明除第一階段晶化外,揭示了由于測量溫度范圍的... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１等壓下液體體積或洽與溫度的關(guān)系

１．?２．２非晶合金形成的熱力學條件??液態(tài)合金能否形成非晶與其熱力學條件緊密相關(guān)。冷卻過程中，處于高能亞??穩(wěn)態(tài)的液態(tài)合金自發(fā)地向能量較低的亞穩(wěn)相或晶態(tài)轉(zhuǎn)變。圖１．２為體系自由能Ｇ與??溫度ｒ的關(guān)系在７＞７；？時，自由能最低的是液相；當ｒ＜ｒ。時，過冷液相和非晶相??的自由能較晶態(tài)相的高。體系的凝固過程可Ｗ看成是非晶相與結(jié)晶相之間的競爭??過程。從能量觀點來看，體系自由能Ｇ＝ｔ／－ｒ＆體系中粒子間的相互作用使體系內(nèi)??能６１專低，體系趨向于形成有序晶體；溫度ｒ和賄Ｓ的降低則使體系無序化。如果Ｕ??很大，即粒子間關(guān)聯(lián)很強，當關(guān)聯(lián)范圍一則體系形成長程序的晶態(tài)相．如果??較小，關(guān)聯(lián)作用只限于近鄰粒子，則體系形成短程有序長程無序的非晶相。??了《?Ｐ＝ｃｏｍｔａｎｔ??氣；非晶梢?晶態(tài)相???ｉ?ｉ?、Ｌ?Ｉ??Ｉ?ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｔ。Ｔｍ?Ｑ?０??ＴＥＭ?巧?ＲＡＵｍＥ??圖１．２?（ａ）等壓條件下不同狀態(tài)物質(zhì)的自由能與溫度的關(guān)系；（ｂ）非晶和晶體相的自由能對??比。Ｇ、Ｚ、《和片分別表示非晶、液相和２個同素異構(gòu)晶體相口】。??Ｆｉｇ?１．２?（ａ）?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｒｅｅ?ｅ打ｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ａｔ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ，??（ｂ）?Ｃｏｍｐａｒｉｓｉｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｒｅｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ?ａｍｏｒｐｈｏｕｓ?ａｎｄ?ｃｉｙｓｔａｌｌｉｎｅ?ｐｈａ化ｓ．?Ｇ，王，ａ?ａｎｄ??＾?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?化ｅ?ａｍｏｒｐｈｏｕｓ

（２）塊狀非晶合金的制備：將烙煉好的母合金放入可拆卸吸鑄銅模上方，重??烙后開啟銅模下端的機械累抽氣閥，將烙體吸入水冷銅模中。本文根據(jù)實驗所需，??制備出尺寸為１．５ｘ１０ｘ８０?ｍｍ３的片狀非晶。圖２．１為高真空電弧烙煉和吸鑄裝置示??意圖。??ｓｎ１＝?１?Ｉ??Ｉ?、模任１＾??Ｉ?ｙ?ｉ??Ｉ?合金＾?？＾真空系統(tǒng)??嬌制Ｉ蝸７銅模＿三萄讚???Ｊｚ｜Ｚ真令系統(tǒng)??開義??圖２．１高真空電弧烙煉和吸鑄裝置示意圖??Ｆｉｇ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｃ－ｍｅｈｉｎｇ?ａｎｄ?ｓｕｃｔｉｏｎ－ｃａｓｔｉ口ｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｗｉｔｈ?ｈｉｇｈ?ｖａｃｕｕｍ??Ｇ）非晶薄帶的制備：圖２．２為高真空感應(yīng)烙煉及單轅甩帶裝置示意圖。將??一定質(zhì)量的母合金放入下端帶有鴨嘴狀噴嘴的石英管內(nèi)，抽真空室的真空至３ｘｌ（Ｔ３??Ｐａ后，充入高純氣氣。啟動電機將銅轅轉(zhuǎn)速調(diào)整到２５００?ｒｐｍ后接通感應(yīng)線圈電源??烙煉母合金。調(diào)整紅外測溫儀的光斑使其對準合金烙體進行格體溫度的測量。當??烙體溫度達到所需溫度后，通過調(diào)整感應(yīng)電流的大小使烙體在該溫度下保持１?ｍｉｎ，??利用石英管和爐腔間的壓差，將烙融的合金噴射到高速旋轉(zhuǎn)的銅鏈上，形成非晶??薄帶。??１８??

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]不同一級相變材料的內(nèi)耗峰形成機制[J]. 楊開巍,水嘉鵬,朱震剛.  上海交通大學學報. 2010(05)
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博士論文
[1]基于電子輸運/內(nèi)耗性質(zhì)及熔體狀態(tài)探索非晶合金GFA[D]. 崔曉.合肥工業(yè)大學 2013



本文編號：3400240