塊狀非晶合金的微區(qū)形變.pdf

1、塊狀非晶合金 (BMG) 是一種新型金屬材料，獨特的長程無序、短程有序的原子結構賦予其優(yōu)異的物理、化學和力學性能，在過去的十幾年中引起了人們廣泛的興趣和重視。作為一種潛在的結構和功能材料，研究不同加載條件下塊狀非晶合金的形變行為將密切關系到其工程應用的成功與否。 非晶合金的塑性形變行為分為非均勻形變和均勻形變兩種：低溫 (如室溫) 下，非晶合金呈現(xiàn)非均勻形變特征，表現(xiàn)為局部剪切帶的形成及快速擴展從而導致失效的突然發(fā)生。剪切帶內自

2、由體積的生成導致非晶結構的軟化或粘滯性的降低，是發(fā)生塑性形變和斷裂的根本原因。同時，由塑性形變所引起的非晶合金原子自由體積的增加，勢必會導致原子擴散性增強以及原子的重新排列，由此引發(fā)非晶合金形變區(qū)域內的晶化現(xiàn)象；高溫下 (環(huán)境溫度超過0.7Tg)，非晶合金的形變?yōu)榫鶆蛐巫?，顯示出極高的塑性。受溫度和應變速率的影響，均勻流變又分為牛頓粘滯流變(Newtonian viscous flow)和非牛頓粘滯流變(non-Newtonian vi

3、scous flow)，自由體積的產(chǎn)生和湮滅相互間的競爭是兩種粘滯流變行為轉變的主導因素。 本文選取具有很強非晶形成能力和優(yōu)異性能的 Zr 基塊狀非晶合金作為研究對象，利用納米壓痕產(chǎn)生高度集中的機械形變方法，并結合高分辨電子顯微術，研究了微小尺度形變——納米壓痕下塊狀Zr<,55>AI<,10>Ni<,5>Cu<,30>非晶合金多軸加載下微觀結構的演變特征。結果表明：圍繞著壓痕周圍形成了離散的剪切帶，意味著非晶合金塑性形變以高度