论文题目: 块体非晶合金及其复合材料微观力学性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 李维火
导师: 董远达,魏炳忱
关键词: 块体非晶合金,剪切带,锯齿流变,纳米压痕,蠕变
文献来源: 上海大学
发表年度: 2005
论文摘要: 块体非晶合金由于具有优异的力学性能在基础科学和实际应用领域越来越受到人们的关注。然而,块体非晶合金室温下缺乏显著的塑性变形从而限制了其在结构材料领域内的应用。因此,研究非晶合金的塑性变形机理和寻找提高塑性的途径是目前研究的热点问题。宏观性能测试过程中（比如压缩和弯曲实验）,尽管一些合金成分表现出较好的塑性变形能力,但更多合金体系的宏观塑性变形量接近于零,这对系统地研究非晶合金的塑性变形机理造成很大困难。本文利用深度敏感纳米压痕、深度敏感显微压痕等微尺度力学性能测试手段,并结合宏观压缩性能研究,系统地、跨尺度地研究了多种块体非晶合金体系的塑性变形行为。探讨了非晶合金在塑性变形过程中的锯齿流变特征及其影响因素;深入研究了剪切带特征与变形行为的关系;通过研究结构弛豫和部分晶化对变形的影响,讨论了非晶基复合材料的微观变形特征;利用纳米压痕手段研究了几种具有低玻璃转变温度的非晶合金的室温蠕变行为及其机制。主要实验结果和结论如下:1.通过铜模铸造方法制备出Ce65Al10Ni10Cu10Nb5, Mg65Cu25Gd10, Pd43Ni10Cu27P20, Cu60Zr20Hf10Ti10, Pt57.5Cu14.7Ni5.3P22.5, Ni60Nb37Sn3和Fe43Cr16Mo16C15B10七种体系的具有显著力学和热力学性能差异的块体非晶合金。2.在Mg基、Pd基、Zr基和Cu基非晶合金的纳米压入过程中观测到明显的锯齿流变特征。在这几种合金体系中,锯齿流变行为受加载速率的影响:低加载速率促进锯齿流变而在高加载速率下抑制锯齿流变。Ni基、Fe基以及Ce基非晶合金在整个加载速率范围内都没有锯齿流变特征。3.非晶合金在纳米压入过程中的锯齿流变现象与合金体系的玻璃转变温度有关:具有适中玻璃转变温度的合金体系表现出显著的锯齿流变特征。4.通过深度敏感压痕方法并采用表面粘接技术研究了非晶合金压痕下方塑性变形区的形貌。结果表明,压痕下方的剪切带的尺度和密度与合金体
论文目录:
摘要
Abstract
本论文工作的主要创新点
第一章 绪论
1.1 非晶合金及其发展历史
1.2 大块非晶合金的制备方法和应用前景
1.3 大块非晶合金的力学性能
1.4 纳米压痕方法及其在大块非晶合金变形行为研究中的应用
1.5 本论文的主要内容和意义
参考文献
第二章 实验原理和方法
2.1 本论文工作所选用大块非晶合金的体系
2.2 本论文工作所用的主要设备
2.3 非晶样品的制备
2.4 测试样品的制备
2.5 实验原理和方法
参考文献
第三章 块体非晶合金在纳米压入过程中的变形行为研究
3.1 合金体系的选择和合金的结构和热稳定性
3.2 大块非晶合金在纳米压入过程中的塑性变形行为
3.3 分析和讨论
3.4 本章小结
参考文献
第四章 大块非晶合金宏观变形行为和微观变形机制的研究
4.1 序言
4.2 Mg 基、Zr 基非晶合金的宏观力学特性
4.3 非晶合金压痕下方剪切带的扩展
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结构改变对非晶合金微观变形行为的影响
5.1 Zr_(46.75)Ti_(8.25)Cu_(7.5)Ni_(10)Be_(27.5)非晶合金结构驰豫和微观力学性能
5.2 Zr_(46.75)Ti_(8.25)Cu_(7.5)Ni_(10)Be_(27.5)非晶合金部分晶化对微观力学性能的影响
5.3 Nd 基非晶合金及其复合材料的锯齿流变特征
5.4 本章小结
参考文献
第六章 La基和Ce基金属玻璃室温压痕蠕变特性
6.1 序言
6.2 线性粘弹性材料的本构关系
6.3 测试样品的制备和试验方法
6.4 非晶合金的结构和热稳定性
6.5 La基和Ce基块体非晶合金室温下纳米压痕
6.6 本章小结
参考文献
第七章 结论
作者攻读博士学位期间发表的论文
致谢
博硕士学位论文同意发表声明
发表意见书
发布时间: 2006-12-12
参考文献
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