退火處理與壓縮速率對非晶合金硬度與電子功函數(shù)的影響.pdf

1、隨著科技與工業(yè)的發(fā)展進步,具有獨特原子結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)合金憑借其各方面優(yōu)異的性能及很好的應用前景,受到越來越多材料學者的關(guān)注和研究。但其較強的脆性和很難大塊制備這兩個缺點嚴重的限制了它的廣泛應用。本文基于開爾文探針測試技術(shù),對經(jīng)過低溫退火和壓縮變形的非晶合金進行電子功函數(shù)測試以及硬度測試,通過對比電子功函數(shù)與硬度的變化規(guī)律,試圖從原子尺度研究非晶合金的結(jié)構(gòu)及變形行為,進而為從本質(zhì)上進一步理解非晶合金獨特的微觀結(jié)構(gòu)和力學行為,克服其在制造和應

2、用上的困難提供理論依據(jù)及指導。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　1.采用鎢極真空電弧熔煉技術(shù),用負壓銅模吸鑄法制備了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶態(tài)合金樣品系,在不同時間和溫度下對樣品進行退火處理。通過XRD、DSC和SEM等檢測技術(shù)對鑄態(tài)樣品進行測試分析發(fā)現(xiàn)玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為623K,晶化溫度(Tx)約為703K,過冷液相區(qū)為80K左右,經(jīng)過退火的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be2

3、2.5非晶合金同原始鑄態(tài)非晶合金結(jié)構(gòu)都沒有發(fā)生晶化轉(zhuǎn)變但出現(xiàn)了一定程度的結(jié)構(gòu)弛豫。
　　2.基于開爾文探針技術(shù)對相同溫度下進行不同時間低溫退火的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶樣品進行電子功函數(shù)測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著退火時間的增大電子功函數(shù)值呈下降趨勢。
　　3.同樣使用開爾文探針系統(tǒng)對不同溫度退火后的非晶合金樣品進行電子功函數(shù)測試,發(fā)現(xiàn)電子功函數(shù)值隨著溫度的升高而減小,當溫度靠近玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)

4、時,電子功函數(shù)值下降的幅度加大。
　　4.測量不同溫度退火后Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶樣品的洛氏硬度,并將結(jié)果與電子功函數(shù)值相比較,發(fā)現(xiàn)硬度值與電子功函數(shù)值的變換呈反比,隨著退火溫度的上升而增大。運用自由體積模型和結(jié)構(gòu)弛豫理論對實驗結(jié)果進行分析和解釋。
　　5.測量不同壓縮速率下壓縮變形后的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶樣品的電子功函數(shù)值,發(fā)現(xiàn)電子功函數(shù)值隨壓縮