非晶合金是現(xiàn)階段最有前景的材料之一,具有優(yōu)于晶態(tài)合金、陶瓷、高分子等多種材料的強(qiáng)度、硬度性能。然而,室溫下脆性斷裂缺陷使其無法體現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值。改善塊狀非晶合金的室溫延展性是非常重要的問題。本課題選取了應(yīng)用廣泛的Zr基柱狀非晶合金,Zr41.2Ti13.8Cu10Ni12.5Be22.5（vitl）,通過激光噴丸與保溫一段時(shí)間的退火處理兩種技術(shù)手段處理塊狀非晶合金。將經(jīng)過處理后的柱狀非晶合金進(jìn)行X射線衍射儀（X-ray Diffraction,XRD）檢測(cè)柱狀非晶合金的結(jié)晶程度,判斷柱狀非晶合金經(jīng)過兩種技術(shù)手段的處理后是否發(fā)生了結(jié)晶;差示掃描量熱（Differential Scanning Calorimetry,DSC）確立Zr基柱狀非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度及晶化溫度,確定合適的退火溫度區(qū)間。通過單軸壓縮實(shí)驗(yàn),得到壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線,比較柱狀非晶合金的壓縮塑性及壓縮強(qiáng)度。掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope,SEM）對(duì)Zr基柱狀非晶合金的斷裂表面形貌進(jìn)行觀察。顯微硬度計(jì)測(cè)試其硬度值。首先研究了 vit1柱狀非晶合金的塑性尺寸效應(yīng),選取了高徑比分別為2:1與... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１．１大塊金屬玻璃與晶體金屬的楊氏模量與強(qiáng)度性能的對(duì)比［２４］??

能僅是１２？３６?ＫＪ／ｍ２％２８］。然而，室溫下塊狀非晶合金在達(dá)到屈服點(diǎn)后，會(huì)在狹??窄區(qū)域內(nèi)，極少數(shù)的剪切帶（１０？２０?ｎｍ寬度）基礎(chǔ)上產(chǎn)生裂紋，而裂紋一旦出??現(xiàn)將會(huì)沿應(yīng)力方向迅速擴(kuò)展，發(fā)生脆性斷裂，不存在加工硬化。如圖１．２所示，??鋯基非晶合金的塑性變形極小，幾乎不發(fā)生塑性變形。??〇??乙?２０?ｕｍｒ?Ｉ??（＇ｕｍｐｉＴ＼ｓｈｒ?ｖｔｒａａｉ?一??＿＿??１?ｅｎｓｉｌｅ?ｓｔｒａｉｎ??圖１．２鋯基非晶合金變形特點(diǎn)ＰＩ??（ａ）壓縮應(yīng)力一應(yīng)變曲線（ｂ）壓縮斷口形貌特征（ｃ）拉伸應(yīng)力一應(yīng)變曲線（ｄ）拉伸??斷口形貌特征??１．２．４非晶合金的變形行為??非晶態(tài)合金在低溫下的變形是不均勻的，在狹窄的區(qū)域中形成一個(gè)高度集中??的剪切帶，它在單一方向上延伸，并且在剪切帶的方向上發(fā)生脆性斷裂。高溫時(shí)??塑性變形均勻，當(dāng)溫度持續(xù)升高的時(shí)候，非晶合金逐漸呈現(xiàn)玻璃的狀態(tài)，表現(xiàn)出??粘性流動(dòng)。在過冷液相區(qū)，表現(xiàn)出超塑性。??非晶合金與傳統(tǒng)晶體的區(qū)別在于，非晶合金內(nèi)部的原子排列不存在規(guī)律性。??為了方便對(duì)非晶合金的研究，人們?cè)O(shè)想出多種非晶合金內(nèi)部原子排列的模型。無??規(guī)密堆硬球模型是其中的一種

而在外部應(yīng)力下，躍遷方向則傾向于應(yīng)力方向。外部應(yīng)力足夠大，ＪＧｍ大于??原子躍遷所需要的能量時(shí)，原子便會(huì)被擠到相鄰的空位中，在初始位置形成新的??空位，自由體積重新分布，如圖１．３。同時(shí)，結(jié)構(gòu)馳豫會(huì)使原子獲得激活能，得??到重新排列的機(jī)會(huì)，造成自由體積的湮滅，兩個(gè)行為協(xié)同作用，決定最終自由體??積的排布。??（ａ）?—１￣？?（ｂ）?－Ｊ—＾??響８靜??Ｇｔ?：?；?ＧＡ?；；??１?ＡＧ?ｍ?１?Ｆｌｏｗ?＊?ＡＧ?ｍ?Ｉ??ａｇ?’＼ｇ?ｉＶｔ＼?�。�??Ａ６＝ｆ／？＂：￣＼?？?ＡＧＷ－?ＡＧ／２?▼?＼?，?ＡＧ＇ＡＧ／２??：—＜?Ｉｄ二?＇Ｇ＾?Ｔ?Ｄｉｓ，３Ｌ??圖１．３非晶合金流變中自由體積模型［３２］??（ａ）單個(gè)原子躍遷過程（ｂ）自由體積生成過程??自由體積理論從微觀原子結(jié)構(gòu)的角度解釋了非晶合金的變形機(jī)制，幵啟了后??續(xù)對(duì)非晶合金塑性變形及各項(xiàng)力學(xué)性能的研究。在這之后，Ａｒｇｏｎ改進(jìn)了?Ｓｐａｅｐｅｎ??的自由體積理論提出了非晶合金發(fā)生塑性變形，當(dāng)承受足夠大的應(yīng)力時(shí)，團(tuán)簇原??子共同發(fā)生躍遷，而非單個(gè)原子［３３１。Ａｎａｎｄ和Ｓｕ等人也在Ｓｐａｅｐｅｉｉ的自由體積??理論基礎(chǔ)上發(fā)展了自由體積與材料參數(shù)的關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]激光沖擊處理工藝過程數(shù)值建模與沖擊效應(yīng)研究[D]. 胡永祥.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
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