鍍膜對(duì)非晶合金力學(xué)性能的影響.pdf

1、非晶合金長(zhǎng)程無序短程有序的結(jié)構(gòu)特征賦予了它很多與眾不同的力學(xué)性能和不同于傳統(tǒng)材料的變形機(jī)制，也正因如此，金屬玻璃自從被發(fā)明以來，受到了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。它所具有的高強(qiáng)度，大的彎曲韌性，低磨損率，高硬度，良好的耐蝕、抗氧化性能使其成為了科學(xué)家新的研究焦點(diǎn)。但是由于非晶合金本身沒有像晶體中由位錯(cuò)調(diào)解形成的變形滑移帶，導(dǎo)致非晶合金總是有不均勻的塑性變形伴隨著這些優(yōu)異的性能同時(shí)出現(xiàn)。據(jù)目前的研究可知，非晶具有一種獨(dú)特的變形機(jī)制，那就是通過剪切帶

2、變形，又由于在剪切帶在擴(kuò)展的過程中得不到任何抑制，導(dǎo)致非晶在變形時(shí)總是因?yàn)閱我患羟袔У目焖儇灤┒尸F(xiàn)出低塑性甚至零塑性。由此，非晶的脆性就成為非晶合金工程應(yīng)用的一個(gè)瓶頸，限制了其它優(yōu)異性能的發(fā)揮。
　　本文通過在Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5(Vit105)的非晶合金基體的表面鍍兩種不同的薄膜，來改善非晶基體的塑性。第一種是通過電鍍的方法在非晶的表面鍍一層金屬鎳，并檢測(cè)了其對(duì)非晶室溫壓縮和彎曲性能的影響;第二種

3、是用化學(xué)沉積的方法在非晶表面沉積Ni-P合金，并測(cè)試了鍍膜后非晶的室溫拉伸和壓縮性能。研究結(jié)果表明:
　　(1)鍍鎳后，抗彎強(qiáng)度和撓度隨著鍍層厚度的增加都有顯著的增加。也就是說電鍍完鎳之后，非晶的塑性有了顯著的提高，而且鎳層越厚，塑性越好。與此同時(shí)，鎳層還改變了板狀試樣彎曲時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，正常情況下，三點(diǎn)彎曲是一種拉壓對(duì)稱的試驗(yàn)，即中性層位于板狀試樣高度的中間，由于鍍膜后在受力時(shí)膜層與非晶基體剝離，使應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了改變，而應(yīng)力狀態(tài)的

4、改變導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)過程中中性層向受壓一側(cè)移動(dòng)。
　　(2)對(duì)于電鍍鎳室溫單軸壓縮試驗(yàn)，電鍍3h，鍍層厚度為60μm時(shí)，試樣的塑性應(yīng)變?yōu)?％，比未鍍樣品(純非晶)提高了7％，但是電鍍6h，鍍層厚度為100μm時(shí)，樣品的壓縮塑性并沒有比鍍層厚度為60μm時(shí)的好，這說明，對(duì)于壓縮樣品，合適的鍍層厚度可以提高其塑性，但鍍層厚度并不是越厚越好。
　　(3)由于Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5(Vit105)的非晶合金本身

5、含有鎳原子，因此其在化學(xué)鍍過程中具有自催化作用，因此可以用化學(xué)沉積的方法對(duì)其進(jìn)行鍍鎳磷合金，研究中發(fā)現(xiàn)，隨著鍍液pH值得提高，鍍層磷含量和鍍層質(zhì)量均有所下降，而且隨著pH值的升高鍍層結(jié)構(gòu)有從非晶到晶體轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。
　　(4)化學(xué)鍍鎳磷后，由于鍍層與非晶基體的結(jié)合非常好，非晶的室溫壓縮塑性有了顯著提高，尤其是pH=5.7時(shí)，塑性應(yīng)變達(dá)到了4.5％，而且因?yàn)殒嚵族儗拥膹?qiáng)度要比金屬鎳的強(qiáng)度高，因此總體的強(qiáng)度的下降并不是很明顯。