復相非晶的微觀結構與力學性能調控

《復相非晶的微觀結構與力學性能調控》是依託蘇州大學，由周巍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：復相非晶的微觀結構與力學性能調控
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周巍
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

非晶合金在玻璃轉變溫度以下進行不均勻塑性變形，容易沿主剪下帶方向過早斷裂，呈現出較差的塑性，制約了其作為工程結構材料的套用。為此，發展了各種改善非晶合金塑性的方法，包括非晶基體外加或內生晶態相、提高泊松比、在非晶中引入更多自由體積、引入微觀結構的不均勻性等。相分離結構作為一種不均勻的微觀結構，能有效地提高非晶合金的塑性。然而，迄今為止關於調控復相非晶合金的微觀結構和力學性能的研究十分缺乏。本申請項目擬研究非晶合金相分離的形成機制，探討合金成分、相分離結構與塑性的關聯性，考察復相非晶合金在大塑性變形過程中的結構與力學性能的演化，為拓展這類材料的套用和發展深加工技術提供理論依據。

結題摘要

塊體非晶合金的室溫塑性差一直是制約其作為結構材料的主要因素。為此，本項目通過合金化方法調控非晶合金的微觀結構，獲得具有良好塑性的Zr-Cu-Al-M (M=Sn, Co)和Zr-Cu-Ni-Al-M (M=Ag, Ti)塊體非晶合金。採用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、高分辨電鏡、差示掃描量熱儀、萬能力學試驗機、電化學工作站等分析測試了合金的非晶形成能力、微觀結構、力學性能及耐蝕性能。結果發現，合金體系的化學混合焓大，對應成分的組元間作用力強，非晶形成能力高；而添加正混合熱元素有利於相分離結構的形成，其成分波長隨添加量的增加而增大，與此同時，非晶形成能力和熱穩定性不斷降低。壓縮變形中相分離結構有效地促進剪下帶的增殖與分叉，提高合金的塑性變形能力。另外發現，非晶相中存在二十面體有序團簇結構時，自由體積分布不均勻，兩者協同作用促進變形中多重剪下帶的產生。易形成緻密鈍化膜元素含量愈多，耐蝕性愈佳；塑性變形誘發自由體積的不斷產生，加速點蝕發生，從而降低非晶合金的耐蝕性能。