Zr基塊體非晶合金剪切帶的自修復及其對合金熱學性能的影響.pdf

1、由于特殊的原子空間排列，非晶合金具有許多優(yōu)于金屬晶體材料的物理、化學性能，使其在體育用品、航空航天、生物應用等很多方面具有極大的應用前景。但是，在室溫條件下，非晶合金通過剪切帶來獲得有限的塑性，這使得其在實際生產應用過程中受到限制。通過非晶合金剪切帶的自修復可以延緩剪切帶擴展，因此，研究非晶合金剪切帶的自修復行為具有重要的理論和實際應用意義。本文以Zr65Cu15Ni12.5Al7.5塊體非晶合金作為研究對象，通過在其過冷液相區(qū)間進行熱

2、處理研究了剪切帶的自修復情況；并采用熱分析法進一步研究了剪切帶自修復對非晶合金熱學性能的影響。
　　實驗使用的樣品為：鑄態(tài)試樣(制備好的試樣未做任何處理)、修復前試樣(鑄態(tài)試樣產生了2％的壓縮塑性變形)、修復試樣(對修復前試樣進行了自修復)。
　　研究了在不同的熱處理條件下試樣表面剪切帶的自修復情況。結果表明：在633 K、643 K和653 K三個不同處理溫度下分別修復10 min、20 min和30 min后，試樣表面的

3、剪切帶都得到了不同程度的修復。在修復溫度相同時，隨著修復時間的延長，剪切帶修復程度越明顯；在修復時間相同的情況下，隨著修復溫度的升高，剪切帶修復的程度也越好。XRD測試表明633 K和643 K修復10 min后的試樣仍為完全的非晶結構，而其他修復條件下的試樣均出現(xiàn)了晶化。
　　采用DSC研究了剪切帶修復前后試樣熱學性能的變化。DSC測試結果表明：在連續(xù)升溫過程中，650 K下修復10 min后試樣的Tg變化不明顯，Tx、Tp和Δ

4、Tx明顯低于修復前試樣的。通過Kissinger方法計算得到的鑄態(tài)試樣、修復前試樣和修復試樣的玻璃轉變激活能分別為252 kJ/mol、263 kJ/mol和270 kJ/mol，晶化激活能分別為238 kJ/mol、255 kJ/mol和296 kJ/mol。在等溫晶化過程中，修復后試樣的孕育時間明顯縮短。通過Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方法計算得到的鑄態(tài)試樣、修復前試樣和修復試樣的 Avrami指數(shù)n值的范圍分別