非晶合金作為潛在的結(jié)構(gòu)材料,需在保持高強度的前提下提升其塑性變形能力,但如大多數(shù)的材料一樣,這兩個性能總是相互排斥的。然而,通過采用液態(tài)氫化方法（一種在氫/氬混合氣氛下進(jìn)行的氫微合金化技術(shù)）,不僅能夠制備出強度更高且塑韌性能更好的非晶合金,還同時提升了其玻璃形成能力。但是,目前對非晶合金無定形結(jié)構(gòu)中原子排布隱藏序的有限理解無法從根本上洞悉上述現(xiàn)象的內(nèi)在起源。為此,本論文的主要研究工作集中在:（i）對非晶無定形結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體描述,并據(jù)此定義出非晶合金中軟區(qū)的結(jié)構(gòu)特征;（ii）氫微合金化后非晶合金玻璃形成能力改善的熱力學(xué)、動力學(xué)以及結(jié)構(gòu)因素;（iii）非晶合金所表現(xiàn)出的氫依賴變形行為的結(jié)構(gòu)起源。首先,利用分子動力學(xué)模擬方法創(chuàng)建了不同非晶合金樣品的三維原子模型,并根據(jù)配位多面體的向錯密度將無定形結(jié)構(gòu)中原子細(xì)分為六大類進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)在納米尺度范圍內(nèi)存在一種規(guī)律性的空間分布花樣,本文稱之為“梯度原子堆垛結(jié)構(gòu)”。非晶態(tài)局域結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為從松散原子堆垛到致密原子堆垛的漸變行為,相應(yīng)的原子性能同樣滿足梯度演變規(guī)律。據(jù)此,非晶合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)可具體分割成三類可識別區(qū)域:類固態(tài)區(qū)、過渡態(tài)區(qū)以及類液態(tài)區(qū),每一個區(qū)域具... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的
    1.2 過冷液體及玻璃轉(zhuǎn)變的特征
        1.2.1 熱力學(xué)特征
        1.2.2 動力學(xué)特征
        1.2.3 結(jié)構(gòu)特征
    1.3 非晶合金的結(jié)構(gòu)及形變機制
        1.3.1 非晶合金的原子結(jié)構(gòu)特點
        1.3.2 非晶合金形變的結(jié)構(gòu)起源
        1.3.3 非晶合金形變與弛豫行為的關(guān)聯(lián)
    1.4 非晶合金的氫化研究進(jìn)展
        1.4.1 氫在非晶合金中的占位與遷移
        1.4.2 氫對非晶合金物理性能的影響
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容及意義
第2章 計算機模擬方法與實驗技術(shù)
    2.1 模擬與分析方法
        2.1.1 分子動力學(xué)模擬
        2.1.2 結(jié)構(gòu)分析方法
    2.2 實驗制備及測試技術(shù)
        2.2.1 液態(tài)氫化技術(shù)
        2.2.2 分析測試技術(shù)
第3章 非晶合金中原子堆垛特點及動力學(xué)響應(yīng)
    3.1 引言
    3.2 實施方案
    3.3 非晶合金中原子的分類
    3.4 非晶合金的“梯度原子堆垛結(jié)構(gòu)”模型
    3.5 非晶合金中原子動力學(xué)響應(yīng)的梯度演變
    3.6 非晶合金中軟區(qū)的結(jié)構(gòu)與量化
    3.7 應(yīng)用實例
    3.8 本章小結(jié)
第4章 液態(tài)氫化非晶合金玻璃形成能力提高內(nèi)在機理
    4.1 引言
    4.2 實施方案
    4.3 氫致過冷液體熱力學(xué)行為變化分析
    4.4 氫致過冷液體動力學(xué)行為變化分析
    4.5 氫致過冷液體結(jié)構(gòu)變化分析
        4.5.1 Zr-Cu體系
        4.5.2 Ni-Al體系
    4.6 本章小結(jié)
第5章 液態(tài)氫化非晶合金力學(xué)性能改善內(nèi)在機理
    5.1 引言
    5.2 實施方案
        5.2.1 實驗制備與表征
        5.2.2 分子動力學(xué)模擬
    5.3 氫致非晶合金強度和塑韌性同時提升的結(jié)構(gòu)起源
        5.3.1 實驗測試結(jié)果分析
        5.3.2 計算模擬結(jié)果分析
    5.4 Zr含量對非晶合金氫化力學(xué)行為的影響
        5.4.1 力學(xué)加載與局域原子應(yīng)變響應(yīng)
        5.4.2 構(gòu)型勢能與柔性體積
        5.4.3 原子結(jié)構(gòu)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]非晶合金及合金液體的局域五次對稱性[J]. 李茂枝.  物理學(xué)報. 2017(17)
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[7]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華.  物理學(xué)進(jìn)展. 2013(05)



本文編號：3630260