金属玻璃中程有序结构的FEM研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 文军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-07-21 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 卢柯 |
| 关键词 | 金属玻璃 短程有序 中程有序 FEM技术 MD结构模型 FEM模拟 |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 金属玻璃的微观结构研究是金属玻璃领域中的一个难点。传统的衍射方法（如XRD与电子衍射等）可以用来表征金属玻璃的短程有序结构，但难以获得中程尺度的结构信息。波动电镜术（FEM）是近年来用以表征非晶态材料中程有序结构的一种有效手段，应用FEM技术开展金属玻璃中程有序结构的研究，有利于加深金属玻璃微观结构特性的认识，进而揭示金属玻璃的微观结构与性能之间的内在联系。 本文建立了FEM技术的相关实验方法，研究了不同样品制备方法对实验结果的影响。选用两种典型的金属玻璃体系(Al基与CuZr基金属玻璃)，探讨了少量元素的添加对中程有序结构的影响；研究了Al基金属玻璃退火和冷轧处理以及不同熔体温度对中程有序结构的影响；并结合实验结果对几种金属玻璃结构进行了FEM模拟。主要结论如下： (1) Al85Ni5Y10-xCox (x = 0, 2)和Cu46Zr54-xAlx (x = 0, 7)金属玻璃中均存在较强的中程有序结构。研究发现，Al85Ni5Y10-xCox (x = 0, 2)金属玻璃的中程有序类型不同于Al92Sm8非晶态合金中的中程有序类型。在Al85Ni5Y10中2 at.%的Co替代Y以及在Cu46Zr54中7 at.%的Al替代Zr未改变相应金属玻璃体系的中程有序结构类型，但提高了合金中程有序结构的均匀性，进而影响其玻璃形成能力（GFA）。表明GFA的提高与结构均匀性是一致的。 (2) Al85Ni5Y8Co2样品经200 oC等温退火30分钟后，V(k)峰值降低，表明淬态结构不均匀性减弱，样品更趋于均匀的结构；而经230 oC等温退火30分钟，由于弛豫已完成以及大尺寸、更有序的中程有序区域的出现，V(k)峰变强。这种淬态结构不均匀性在不同温度等温时减弱或加强的现象首次在实验上直接观察到。 (3) 冷轧后的Al85Ni5Y8Co2样品并没有发生晶化，FEM方法测得的V(k)峰位与冷轧前的样品相比没有变化，仅峰的强度变低。这表明冷轧后的样品中程尺度的结构均匀性优于冷轧前的样品。研究发现，低熔体温度（950 oC）时制得的Al85Ni5Y6Co2Fe2金属玻璃的V(k)峰明显低于高熔体温度（1250 oC）制得的金属玻璃，表明低熔体温度制备的金属玻璃具有更为均匀的中程有序结构。 (4) 液态结构的Ni80P20模型的V(k)曲线上未呈现峰，而Ni80P20玻璃态结构模型在0.5 Å-1和0.83 Å-1位置上分别出现一个主峰和一个较弱峰。Cu46Zr54液态结构或硬球无规密堆模型的V(k)曲线上没有峰的出现，而玻璃态结构模型有明显的V(k)峰，且峰的位置与实验测得的峰位相对应。两种金属玻璃模型中短程到中程有序度的增强使V(k)曲线上出现峰。 (5) 在Ni80P20玻璃态模型中引入ECP模型未引起V(k)曲线的显著变化。与非晶基体成分与结构差异较大的Ni与Ni3P晶胚的引入使V(k)峰变化明显。Ni晶胚的引入在高角度上出现两个很强的峰，其位置分别为0.78 Å-1以及0.95 Å-1。Ni3P晶胚的引入使V(k)曲线在主峰之前0.33 Å-1的位置上出现一个峰。在不同尺度纳米晶的Ni80P20结构模型中，V(k)曲线演化行为敏感于晶粒尺寸变化。晶粒尺寸小于0.8 nm，V(k)曲线不变。晶粒尺寸为1 nm时，在0.58 Å-1和0.8 Å-1的位置上有峰出现。进一步增加晶粒尺寸，这两个峰的强度则增强。FEM对与基体成分与结构差异较小的中程序并不敏感，实验上观察到的V(k)曲线的变化主要与类似晶胚和淬态核的中程结构有关。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 128 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16947]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 文军. 金属玻璃中程有序结构的FEM研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。