Co-B基非晶合金是已知強度最高的塊體金屬玻璃材料,它們在微機電系統(tǒng)和精密加工等領域具有應用潛力。目前,塊體非晶合金的室溫脆性問題是限制其應用的主要原因。已有的研究表明,成分調(diào)整能夠改善合金自身的抗剪切變形能力,從而起到改善合金韌性的作用。本文設計了 CO67.5-xB32.5Tax(x=6.5,7.5,8.5,9.5 at.%)塊體非晶合金,利用X射線衍射、差示掃描量熱儀、顯微維氏硬度儀、萬能實驗機和掃描電子顯微鏡等檢測手段研究了合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和力學性能,并利用第一性原理分子動力學方法對非晶形成能力最好的CO60B32.5Ta7.5和韌性最佳的Co61B32.5Ta6.5兩種成分的合金進行模擬,分析合金的原子尺度結(jié)構(gòu)特征對非晶形成能力和力學性能的影響,研究結(jié)果如下:(1)形成能力的結(jié)果表明,隨Ta含量增加,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg升高,過冷液相區(qū)寬度ΔTx增大,表明非晶合金的熱穩(wěn)定性隨Ta含量的增加而提高。液相線溫度(T1)隨Ta含量的增加呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢,且在Ta含量為7.5 at.%時,T1達到最小值,說明Ta為7.5 at.%時的非晶合金成分最接近共晶點。而隨Ta含...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 塊體非晶合金的形成能力、熱力學影響因素和形成能力判據(jù)
        1.2.1 非晶合金的形成
        1.2.2 非晶合金形成的熱力學及影響因素
        1.2.3 非晶合金形成的動力學
        1.2.4 非晶的玻璃形成能力判據(jù)
    1.3 非晶合金的性能及應用
    1.4 Co基非晶合金的概述
        1.4.1 Co-B基塊體非晶合金的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 Co-B基塊體非晶合金缺點
    1.5 非晶合金的塑韌化方法、結(jié)構(gòu)模型的研究進展和塑韌化機理
        1.5.1 非晶合金的塑韌化方法
        1.5.2 非晶合金結(jié)構(gòu)模型的研究進展
        1.5.3 塑韌化機理
    1.6 研究意義與內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.6.1 研究意義和研究內(nèi)容
        1.6.2 技術(shù)路線
2 實驗方法
    2.1 Co-B-Ta塊體非晶合金的制備
        2.1.1 母合金的制備
        2.1.2 棒狀塊體非晶合金的制備
    2.2 樣品的結(jié)構(gòu)表征和性能測試
        2.2.1 X射線衍射
        2.2.2 熱分析
        2.2.3 密度
        2.2.4 維氏硬度
        2.2.5 壓縮試驗
        2.2.6 斷裂韌性
        2.2.7 形貌觀察
    2.3 第一性原理分子動力學
        2.3.1 計算原理
        2.3.2 本文采用的計算方法
    2.4 微觀結(jié)構(gòu)分析法
        2.4.1 徑向分布函數(shù)
        2.4.2 配位數(shù)
        2.4.3 H-A鍵對指數(shù)
        2.4.4 Voronoi分析
        2.4.5 電荷密度
        2.4.6 最近鄰相關(guān)指數(shù)
3 Co-B-Ta塊體非晶合金的玻璃形成能力
    3.1 引言
    3.2 Co-B-Ta基塊體非晶合金的成分設計
        3.2.1 從混合焓和原子半徑的角度分析
        3.2.2 從相圖的角度分析
        3.2.3 從模擬計算的角度分析
    3.3 Co-B-Ta塊體非晶合金的熱性能和形成能力
    3.4 Co_67.5-xB_32.5Ta_x (x=6.5,7.5)非晶合金的原子結(jié)構(gòu)
        3.4.1 徑向分布函數(shù)和原子對間距
        3.4.2 配位數(shù)
        3.4.3 H-A鍵對指數(shù)
        3.4.4 Voronoi分析法
        3.4.5 原子結(jié)構(gòu)和電荷密度
        3.4.6 微觀結(jié)構(gòu)對形成能力的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 Co-B-Ta塊體非晶合金的力學性能
    4.1 引言
    4.2 Co-B-Ta塊體非晶合金的力學性能分析
        4.2.1 Co-B-Ta基塊體非晶合金的力學性能
        4.2.2 Co-B-Ta塊體非晶合金的斷裂形貌
    4.3 微觀結(jié)構(gòu)對力學性能的影響
        4.3.1 最近鄰相關(guān)指數(shù)法
        4.3.2 微觀結(jié)構(gòu)對力學性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻
個人簡歷
致謝



本文編號：4025598