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度、硬度性能。然而,室溫下脆性斷裂缺陷使其無法體現(xiàn)應用價值。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間的退火處理兩種技術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行X射線衍射儀（X-ray Diffraction,XRD）檢測柱狀非晶合金的結(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。通過單軸壓縮實驗,得到壓縮應力應變曲線,比較柱狀非晶合金的壓縮塑性及壓縮強度。掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope,SEM）對Zr基柱狀非晶合金的斷裂表面形貌進行觀察。顯微硬度計測試其硬度值。首先研究了 vit1柱狀非晶合金的塑性尺寸效應,選取了高徑比分別為2:1與... 

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

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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度性能的對比［２４］??

能僅是１２？３６?ＫＪ／ｍ２％２８］。然而，室溫下塊狀非晶合金在達到屈服點后，會在狹??窄區(qū)域內(nèi)，極少數(shù)的剪切帶（１０？２０?ｎｍ寬度）基礎上產(chǎn)生裂紋，而裂紋一旦出??現(xiàn)將會沿應力方向迅速擴展，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ＰＩ??（ａ）壓縮應力一應變曲線（ｂ）壓縮斷口形貌特征（ｃ）拉伸應力一應變曲線（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??塑性變形均勻，當溫度持續(xù)升高的時候，非晶合金逐漸呈現(xiàn)玻璃的狀態(tài)，表現(xiàn)出??粘性流動。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。??為了方便對非晶合金的研究，人們設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

而在外部應力下，躍遷方向則傾向于應力方向。外部應力足夠大，ＪＧｍ大于??原子躍遷所需要的能量時，原子便會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，結(jié)構(gòu)馳豫會使原子獲得激活能，得??到重新排列的機會，造成自由體積的湮滅，兩個行為協(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制，幵啟了后??續(xù)對非晶合金塑性變形及各項力學性能的研究。在這之后，Ａｒｇｏｎ改進了?Ｓｐａｅｐｅｎ??的自由體積理論提出了非晶合金發(fā)生塑性變形，當承受足夠大的應力時，團簇原??子共同發(fā)生躍遷，而非單個原子［３３１。Ａｎａｎｄ和Ｓｕ等人也在Ｓｐａｅｐｅｉｉ的自由體積??理論基礎上發(fā)展了自由體積與材料參數(shù)的關系

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

碩士論文
[1]Zr56.2Ti13.8Nb5.0Cu6.9Ni5.6Be12.5大塊非晶基復合材料組織、性能及熱穩(wěn)定性研究[D]. 葉治淘.南京理工大學 2007



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