Cu_(45)Zr_(46)Al_7Ti_2金属玻璃压缩变形中剪切带的分布及密度变化

【摘要】金属玻璃是熔融态合金经快速冷却形成的非晶态合金。不同于传统晶态材料,金属玻璃普遍具有高强度、高硬度、高弹性极限和高耐磨性能,是一种具有广泛应用前景的新型材料。但金属玻璃在常温下的脆性是限制其广泛应用的极大障碍。金属玻璃在温度远小于玻璃转变温度,高应力的条件下,发生的塑性变形是不均匀的,变形高度局限在较薄的区域——剪切带。剪切带一旦形成便很容易沿最大切应力方向扩展成裂纹,而导致材料的脆断。金属玻璃在受到压缩载荷时,剪切带的分叉、交割行为可以有效的阻碍主剪切的持续扩展,因此表现出一定的压缩塑性。因此,对单向压缩时金属玻璃剪切带分布进行分析,有助于我们理解塑性变形的机理。另外,剪切带具有比未变形区域更低的原子密度和更多的自由体积,高密度的剪切带会对金属玻璃的结构和性能产生影响,比如高密度剪切带引起塑性、硬度和强度的变化。因此,尝试改变实验条件,在金属玻璃中引入较高密度的剪切带,也可以为新材料的研发提供一定思路。本文通过对Cu45Zr46Al7Ti2块体金属玻璃进行单向压缩变形,研究了应变、应变速率、纵横比等因素对样品剪切带分布及密度的影响,探索了产生高密度剪切带的有利条件,研究了变形过程中样品结构的变化。结果表明,该体系金属玻璃剪切带的密度随应变增加而增加,增加的趋势在应变56%以后更加显著。剪切带的分布随纵横比的增加更加局域化,剪切带密度随纵横比增加而增加。尺寸较小和三角形状的样品所得到的剪切带分布更为均匀。Cu45Zr46Al7Ti2金属玻璃在不同的变形条件下始终保持非晶态,没有出现晶化现象。高应变样品中较为广泛的存在间距小于100nm的剪切带,但细微剪切带仅存在于局部区域,占整体剪切带数量的比重可达到10.99%。样品最小的平均剪切带间距为667nm,远远小于大多数文献报道的水平。
【作者】贾文涛；
【导师】李建功；
【作者基本信息】兰州大学，材料物理与化学，2014，硕士
【关键词】金属玻璃；单向压缩；剪切带；

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