發(fā)布時(shí)間：2017-10-07 01:19

  本文關(guān)鍵詞：Zr基塊體非晶合金電塑性變形行為的研究

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【摘要】：塊體非晶合金的室溫脆性和難以加工性一直是阻礙其工業(yè)應(yīng)用的主要問(wèn)題,如何改善塊體非晶合金的室溫脆性,提高其塑性變形能力,一直是非晶合金研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái),脈沖電流作為一種新的技術(shù)手段被引入到塊體非晶合金的研究中,利用脈沖電流在非晶合金中顯著的熱效應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)非晶合金的快速熱塑性成形,然而這種方法與非晶合金的傳統(tǒng)熱塑性成形相比,只是改變了加熱方式而已,并無(wú)法有效地避免非晶晶化的發(fā)生。大量的研究表明,脈沖電流在晶態(tài)金屬中存在提高材料塑性的電塑性效應(yīng),塊體非晶合金中是否存在這種低溫電塑性效應(yīng),目前還沒(méi)有任何報(bào)道。在此背景下,本研究擬采用在塊體非晶合金拉伸變形中通入脈沖電流的方式,研究塊體非晶合金變形行為的變化,探索塊體非晶合金低溫電塑性的可能性。電阻率是影響脈沖電流熱效應(yīng)的重要物理量,電阻率的大小強(qiáng)烈依賴(lài)于材料的溫度與結(jié)構(gòu)變化,因此,有必要對(duì)非晶合金的電阻率進(jìn)行測(cè)量和研究。首先,測(cè)量了Zr55Cu30Al10Ni5、Zr61Ti2Cu25Al12和Zr52.5Cu17.9Ni14.6Ti5Al10三種Zr基塊體非晶合金在連續(xù)升溫過(guò)程中的電阻率的變化,發(fā)現(xiàn)通過(guò)電阻率-溫度曲線(xiàn)的斜率變化可以很好地表征出非晶合金在升溫過(guò)程中的結(jié)構(gòu)弛豫、晶化及晶相轉(zhuǎn)變等過(guò)程,但非晶的玻璃轉(zhuǎn)變過(guò)程卻無(wú)法清晰地反映出來(lái)。非晶合金結(jié)構(gòu)中存在的局域原子團(tuán)會(huì)隨溫度的變化而發(fā)生的有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變,這可以用來(lái)解釋不同結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變引起的電阻率變化。利用電阻率法定義的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變特征溫度也要比DSC測(cè)量的低很多。其次,研究了在脈沖電流下Zr55Cu30Al10Ni5塊體非晶合金的拉伸變形行為,發(fā)現(xiàn)脈沖電流能促使試樣發(fā)生明顯的塑性伸長(zhǎng),不同的電流參數(shù)下,非晶試樣能夠獲得15%~20%的拉伸應(yīng)變量,而且試樣的抗拉強(qiáng)度和拉伸應(yīng)變量強(qiáng)烈地依賴(lài)于脈沖電流的電流密度、電流脈寬以及拉伸的應(yīng)變速率。拉伸過(guò)程中的溫度測(cè)量顯示,試樣在發(fā)生塑性變形時(shí)的最低溫度為280℃,這遠(yuǎn)小于非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)。試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)均表現(xiàn)出類(lèi)似于高溫不均勻粘滯性流變的特征,說(shuō)明溫度在試樣的變形行為上起到了主導(dǎo)作用,而脈沖電流自身的電子效應(yīng)會(huì)加速這個(gè)過(guò)程,促使塑性流變?cè)谳^低的溫度下發(fā)生。最后,對(duì)變形后的試樣進(jìn)行XRD、DSC和顯微硬度測(cè)試,發(fā)現(xiàn)試樣在發(fā)生塑性變形后仍保持完好的非晶態(tài)結(jié)構(gòu),玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg和晶化點(diǎn)Tx都發(fā)生了一定程度的降低,試樣靠近斷口的大變形區(qū)比相鄰的小變形區(qū)含有更多的自由體積,沿試樣的軸線(xiàn)方向,隨著變形的減小,試樣的顯微硬度呈逐漸增大的趨勢(shì)。并結(jié)合“剪切轉(zhuǎn)變區(qū)”(STZ)模型,對(duì)非晶合金中存在的電塑性機(jī)理進(jìn)行定性的解釋。
【關(guān)鍵詞】：塊體非晶合金 電阻率 脈沖電流 塑性變形 電塑性
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-25
• 1.1 塊體非晶合金的發(fā)展概況10-12
• 1.2 塊體非晶合金的室溫脆性12-13
• 1.3 改善塊體非晶合金室溫脆性的方法13-18
• 1.4 脈沖電流在金屬材料研究中的應(yīng)用18-24
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容24-25
• 2 Zr基塊體非晶合金的熱電阻研究25-40
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程26-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析30-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 3 脈沖電流下塊體非晶合金的變形行為研究40-54
• 3.1 引言40-41
• 3.2 電塑性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)41-43
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果43-51
• 3.4 分析與討論51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 4 電塑性形變對(duì)塊體非晶合金結(jié)構(gòu)及性能的影響54-63
• 4.1 引言54
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程54-55
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果55-59
• 4.4 分析與討論59-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 5 全文總結(jié)63-66
• 5.1 獲得的主要結(jié)果63-64
• 5.2 本論文的創(chuàng)新之處64
• 5.3 課題展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-76
• 附錄攻讀碩士期間發(fā)表的論文76

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1 曉敏;生產(chǎn)非晶合金絲的新工藝[J];金屬功能材料;2001年03期

2 黃智,白海洋,景秀年,王志新,王萬(wàn)錄;非晶合金中的低溫電阻率極小行為研究[J];物理學(xué)報(bào);2004年10期

3 王曉軍;陳學(xué)定;夏天東;康凱;彭彪林;;非晶合金應(yīng)用現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年10期

4 汪衛(wèi)華;;非晶合金塑性研究的新進(jìn)展[J];自然雜志;2006年06期

5 李雷鳴;徐錦鋒;;大體積非晶合金的制備技術(shù)[J];鑄造技術(shù);2007年10期

6 ;第4屆全國(guó)非晶合金及其復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議召開(kāi)[J];科學(xué)通報(bào);2007年23期

7 張哲峰;伍復(fù)發(fā);范吉堂;張輝;;非晶合金材料的變形與斷裂[J];中國(guó)科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué));2008年04期

8 伍復(fù)發(fā);張哲峰;;非晶合金的變形與斷裂行為[J];中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué);2008年04期

9 侯軼軒;;淺談非晶合金材料的變形與斷裂[J];科協(xié)論壇(下半月);2009年05期

10 姜大偉;牛玉超;賈強(qiáng);趙紅;;非晶合金拉應(yīng)力流變測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置的研制[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2010年08期

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1 孫兵兵;王艷波;文軍;楊海;隋曼齡;;電鏡樣品制備方法對(duì)非晶合金結(jié)構(gòu)的影響[A];2006年全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文集[C];2006年

2 孫笠;崔振江;宋啟洪;王景唐;;用于多相催化的非晶合金催化劑[A];首屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

3 陳艷;蔣敏強(qiáng);魏宇杰;戴蘭宏;;基于原子結(jié)構(gòu)及相互作用勢(shì)的非晶合金斷裂準(zhǔn)則[A];第十二屆全國(guó)物理力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 肖勛;張春華;;硅鋼與非晶合金使用情況的比較以及材料的改善建議[A];2010第11屆中國(guó)電工鋼專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

5 房衛(wèi)萍;楊凱珍;張宇鵬;劉鳳美;劉正林;劉師田;易江龍;許磊;;低碳經(jīng)濟(jì)下的非晶合金發(fā)展與應(yīng)用[A];低碳技術(shù)與材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2010年

6 沈?qū)幐?張國(guó)勝;王西科;楊占勝;;大比表面積非晶合金催化材料的研究[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

7 盧志超;李德仁;周少雄;;非晶合金絲的制備及巨磁阻抗效應(yīng)的應(yīng)用[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

8 邢力謙;;非晶合金的應(yīng)用及進(jìn)一步研究[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

9 郭文全;王景唐;;描述非晶合金粘度與其熔體粘度關(guān)系的公式[A];首屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

10 馮翔;楊玉英;江道祥;;非晶合金材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初探[A];2011年安徽省科協(xié)年會(huì)——機(jī)械工程分年會(huì)論文集[C];2011年

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1 謝斌　王琳;非晶合金產(chǎn)品前景看好[N];中國(guó)電力報(bào);2007年

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3 本報(bào)記者 倪e，

本文編號(hào)：986113