《塊體金屬玻璃在微觀尺度下彈性變形及失效機制研究》是依託昆明理工大學，由譚軍擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：塊體金屬玻璃在微觀尺度下彈性變形及失效機制研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：譚軍
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著對大塊金屬玻璃研究的逐漸深入，人們發現玻璃結構的本徵脆性所導致的塑性變形能力的缺失成為金屬玻璃工程化套用的瓶頸問題，只有突破與玻璃態結構、形變機理相關的關鍵科學問題，與金屬玻璃相關的新材料研究開發才能夠在強大套用背景的推動下得到持續的發展。了解非晶相結構隨應變的演化規律，是理解大塊金屬玻璃塑性和強度起源所急需解決的科學問題。本課題將採用高能X射線同步輻射光源在恆定或變化溫度情況下對金屬玻璃進行原位觀察，同時利用數字散斑相關方法原位測量彈性應變場在彈性變形中的分布及大小。研究內容包括：（1）在寬溫度範圍內（98K至720K之間）短程式疇和中程有序疇隨彈性變形至屈服點的演化規律；（2）探討力鏈傳遞的形成機制，並利用其闡述塑性流變過程中的應變和應力的傳遞過程，以及變形及失效機制。以此為基礎，在原子尺度上建立金屬玻璃的變形本構模型。
結題摘要
隨著對大塊金屬玻璃研究的逐漸深入，人們發現玻璃結構的本徵脆性所導致的塑性變形能力的缺失成為金屬玻璃工程化套用的瓶頸問題，只有突破與玻璃態結構、形變機理相關的關鍵科學問題，與金屬玻璃相關的新材料研究開發才能夠在強大套用背景的推動下得到持續的發展。了解非晶相結構隨應變的演化規律，是理解大塊金屬玻璃塑性和強度起源所急需解決的科學問題。主要研究了塊體金屬玻璃微觀尺度下彈性行為、塑性變形及失效機制，探索結構和力學性能的關聯性，基於微觀結構和力學相關的基礎理論，初步建立了一個描述金屬玻璃變形行為和失效機制的方法，並為探索提高金屬玻璃的塑性變形能力和可靠性提供理論基礎。一方面研究了大塊金屬玻璃（BMG）變形過程，結合第一性原理，研究了常見玻璃形成成分中典型的B2二元金屬間化合物的物理性能以及在不同壓強下結構的變化，這些研究為深入理解玻璃形成能力和設計BMGs提供指導；並利用三維重構技術對韌性Zr基BMG剪下帶的斷面顯微觀察和形態學進行了研究。結果表明。依據理論分析、三維重構、剪下帶的輪廓分析和斷面的顯微觀察，能夠觀察到該合金具有脈絡狀圖案，這表明其屬於典型的剪下斷裂模型。由於在變形過程中多剪下帶的形成和相互作用避免了災難性失效。另一方面通過BMG屈服強度以下一定時間的機械退火和玻璃轉化溫度以下不同時間的退火兩種途徑，研究了大塊金屬玻璃的能量貯存方式和弛豫動力學機制，並通過結晶動力學探討了BMGs結晶激活能。我們報導的這些結果可能對於深入理解BMG的塑性變形和流變機制具有一些指導意義。
