退火處理與壓縮速率對(duì)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(jìn)步,具有獨(dú)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(yīng)用前景,受到越來越多材料學(xué)者的關(guān)注和研究。但其較強(qiáng)的脆性和很難大塊制備這兩個(gè)缺點(diǎn)嚴(yán)重的限制了它的廣泛應(yīng)用。本文基于開爾文探針測(cè)試技術(shù),對(duì)經(jīng)過低溫退火和壓縮變形的非晶合金進(jìn)行電子功函數(shù)測(cè)試以及硬度測(cè)試,通過對(duì)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(jìn)而為從本質(zhì)上進(jìn)一步理解非晶合金獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)行為,克服其在制造和應(yīng)

2、用上的困難提供理論依據(jù)及指導(dǎo)。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(fù)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(shí)間和溫度下對(duì)樣品進(jìn)行退火處理。通過XRD、DSC和SEM等檢測(cè)技術(shù)對(duì)鑄態(tài)樣品進(jìn)行測(cè)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(duì)相同溫度下進(jìn)行不同時(shí)間低溫退火的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶樣品進(jìn)行電子功函數(shù)測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著退火時(shí)間的增大電子功函數(shù)值呈下降趨勢(shì)。
　　3.同樣使用開爾文探針系統(tǒng)對(duì)不同溫度退火后的非晶合金樣品進(jìn)行電子功函數(shù)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)電子功函數(shù)值隨著溫度的升高而減小,當(dāng)溫度靠近玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)

4、時(shí),電子功函數(shù)值下降的幅度加大。
　　4.測(cè)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(yùn)用自由體積模型和結(jié)構(gòu)弛豫理論對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。
　　5.測(cè)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