Zr基塊體非晶合金剪切帶的自修復(fù)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(yīng)用等很多方面具有極大的應(yīng)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(chǎn)應(yīng)用過程中受到限制。通過非晶合金剪切帶的自修復(fù)可以延緩剪切帶擴展，因此，研究非晶合金剪切帶的自修復(fù)行為具有重要的理論和實際應(yīng)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(fù)情況；并采用熱分析法進一步研究了剪切帶自修復(fù)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(fù)前試樣(鑄態(tài)試樣產(chǎn)生了2％的壓縮塑性變形)、修復(fù)試樣(對修復(fù)前試樣進行了自修復(fù))。
　　研究了在不同的熱處理條件下試樣表面剪切帶的自修復(fù)情況。結(jié)果表明：在633 K、643 K和653 K三個不同處理溫度下分別修復(fù)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(fù)。在修復(fù)溫度相同時，隨著修復(fù)時間的延長，剪切帶修復(fù)程度越明顯；在修復(fù)時間相同的情況下，隨著修復(fù)溫度的升高，剪切帶修復(fù)的程度也越好。XRD測試表明633 K和643 K修復(fù)10 min后的試樣仍為完全的非晶結(jié)構(gòu)，而其他修復(fù)條件下的試樣均出現(xiàn)了晶化。
　　采用DSC研究了剪切帶修復(fù)前后試樣熱學性能的變化。DSC測試結(jié)果表明：在連續(xù)升溫過程中，650 K下修復(fù)10 min后試樣的Tg變化不明顯，Tx、Tp和Δ

4、Tx明顯低于修復(fù)前試樣的。通過Kissinger方法計算得到的鑄態(tài)試樣、修復(fù)前試樣和修復(fù)試樣的玻璃轉(zhuǎn)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(fù)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(fù)前試樣和修復(fù)試樣的 Avrami指數(shù)n值的范圍分別