發(fā)布時(shí)間：2022-02-17 22:59

　　非晶合金作為潛在的結(jié)構(gòu)材料,需在保持高強(qiáng)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(gè)性能總是相互排斥的。然而,通過(guò)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(qiáng)度更高且塑韌性能更好的非晶合金,還同時(shí)提升了其玻璃形成能力。但是,目前對(duì)非晶合金無(wú)定形結(jié)構(gòu)中原子排布隱藏序的有限理解無(wú)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(duì)非晶無(wú)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(dòng)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(dòng)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(cuò)密度將無(wú)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(shí)別區(qū)域:類固態(tài)區(qū)、過(guò)渡態(tài)區(qū)以及類液態(tài)區(qū),每一個(gè)區(qū)域具... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：178 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guò)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(dòng)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(jī)制
        1.3.1 非晶合金的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        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(duì)非晶合金物理性能的影響
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 計(jì)算機(jī)模擬方法與實(shí)驗(yàn)技術(shù)
    2.1 模擬與分析方法
        2.1.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        2.1.2 結(jié)構(gòu)分析方法
    2.2 實(shí)驗(yàn)制備及測(cè)試技術(shù)
        2.2.1 液態(tài)氫化技術(shù)
        2.2.2 分析測(cè)試技術(shù)
第3章 非晶合金中原子堆垛特點(diǎn)及動(dòng)力學(xué)響應(yīng)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)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(dòng)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(shí)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(jī)理
    4.1 引言
    4.2 實(shí)施方案
    4.3 氫致過(guò)冷液體熱力學(xué)行為變化分析
    4.4 氫致過(guò)冷液體動(dòng)力學(xué)行為變化分析
    4.5 氫致過(guò)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(jī)理
    5.1 引言
    5.2 實(shí)施方案
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)制備與表征
        5.2.2 分子動(dòng)力學(xué)模擬
    5.3 氫致非晶合金強(qiáng)度和塑韌性同時(shí)提升的結(jié)構(gòu)起源
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析
        5.3.2 計(jì)算模擬結(jié)果分析
    5.4 Zr含量對(duì)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(shì)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(diǎn)
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(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]The β-relaxation in metallic glasses[J]. Hai Bin Yu,Wei Hua Wang,Hai Yang Bai,Konrad Samwer.  National Science Review. 2014(03)
[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(hào)：3630260