基于特征温度的玻璃形成能力判据

基于文献及我们的研究结果,对以玻璃转变温度(Tg),晶化开始温度(Tx)和液相线温度(Tl)这3个特征温度表示的合金玻璃形成能力(GFA)判据进行分析和对比。这些判据包括Trg=Tg/Tl、ΔTx=Tx-Tg、γ=Tx/(Tg+Tl)、ΔTrg=(Tx-Tg)/(Tl-Tg)、α=Tx/Tl、β=Tx/Tg+Tg/Tl、δ=Tx/(Tl-Tg)、β=TxTg/(Tl-Tx)2、φ=Trg(ΔTx/Tg)0.143、γm=(2Tx-Tg)/Tl和ω=Tg/Tx-2Tg/(Tg+Tl)。统计分析结果表明:参数ω与非晶合金的GFA有最强的相关性。基于非晶玻璃形成能力的物理本质及分析上述判据,非晶合金的GFA与Tg/Tl和Tx/Tg这2个值成正比,其中Tg/Tl反映合金熔体冷却时的液相稳定性,而Tx/Tg反映合金加热时的抗晶化能力。

块体非晶合金玻璃形成能力的新判据

基于合金熔体的液相稳定性和抗晶化能力分析,提出了一个评估非晶合金玻璃形成能力(GFA)的新判据:ω=Tg/Tx-2Tg/(Tg+Tl),其中,Tg为玻璃转变温度,Tx为晶化开始温度,Tl为液相线温度。利用报道的金属玻璃实验数据对ω、Trg(=Tg/Tl)、ΔTx(=Tx-Tg)、γ(=Tx/(Tg+Tl))、γm(=(2Tx-Tg)/Tl)、α(=Tx/Tl)、β(=(Tx/Tg+Tg/Tl)、δ(=Tx/(Tl-Tg)、φ(=Trg(ΔTx/Tg)0.143)和2β(=Tx×Tg/(Tl-Tx)2)判据与GFA相关性进行了统计分析。结果表明:ω与临界冷却速率(Rc),1/ω与形成非晶的最大直径(Dmax)都具有最强的线性相关性。

块体非晶合金的结构研究进展

文章介绍了非晶合金的结构模型的研究进展,对块体非晶合金结构的实验研究及模拟研究近期成果进行了综述,并根据块体非晶合金微观非均匀性结构特点,提出可用多尺度模型来描述块体非晶合金的结构。

Fe_(73-χ)Nb_4Hf_3Y_χB_(20)块体非晶合金的制备及其性能

采用微合金化技术,用铜模铸造法制备Fe-Hf-Nb-B-Y块体非晶合金。采用X射线衍射仪、差示量热扫描仪、扫描电镜、振动样品磁场仪和Instron万能材料试验机研究Fe-Hf-Nb-B-Y合金系的玻璃形成能力、软磁性能和力学性能。结果表明:Y部分替代Fe能明显改善Fe73-xNb4-Hf3YxB20合金系的玻璃形成能力;x=0,1,2和3时对应合金的最大玻璃形成直径分别为2,3,4和3.5mm;Fe-Hf-Nb-B-Y块体非晶合金的饱和磁感应强度、矫顽力、弹性模量、弹性应变和压缩断裂强度分别为1.10～1.25T、3～6A/m、184～206GPa、1.6%～2.0%和3227～3484MPa。结合实验数据,初步讨论微合金化对Fe-Hf-Nb-B-Y合金系的玻璃形成能力、软磁性能和力学性能的影响。

Fe_(75-x)M_xHf_3Y_2B_(20)(M=Co,Nb;x=0,4)块体非晶合金的制备及其热、软磁性能

采用单辊法和铜模铸造法制备了Fe75-xMxHf3Y2B20(M=Co,Nb;x=0,4at%)合金系的非晶薄带和非晶棒样品,并测试了该非晶合金系的差示扫描量热曲线、X射线衍射图谱和软磁性能。结果表明:少量的Nb或Co替代Fe75Hf3Y2B20中的Fe元素,合金的热稳定性和玻璃形成能力可得到明显的提高;其中Fe71Nb4Hf3Y2B20的过冷液相区宽度?Tx高达75K,约化玻璃转变温度Trg为0.58,直径达4mm,饱和磁感应强度为0.97～1.08T,该非晶合金同时具有较大的热稳定性、较强的玻璃形成能力和较好的软磁性能。

Fe-Co-B-Si-Nb-Cr软磁块体非晶合金的制备及性能

采用微合金化技术,用铜模铸造法制备Fe-Co-B-Si-Nb-Cr块体非晶合金。借助于XRD、TEM、DSC、DTA和VSM表征该玻璃合金系的玻璃形成能力和软磁性能;借助动电位极化、宏观压缩试验和纳米压痕技术测试该玻璃合金系的腐蚀和力学性能。结果表明:Cr元素的加入,尽管稍微降低了Fe-Co-B-Si-Nb玻璃合金的形成能力,但却明显改善了它的软磁性能、力学性能和腐蚀性能;用铜模铸造法,可获得最大直径为4mm的玻璃棒;这些块体非晶表现出高饱和磁感应强度(0.81～1.04T)、极低的矫顽力(0.6～1.6A/m)、200～215GPa的杨氏模量、约2%的弹性应变和0.7%的塑性应变,还拥有超高的断裂强度(3840～4043MPa);用深度敏感纳米压痕技术研究了{[(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05]0.96-Nb0.04}96Cr4块体非晶合金的室温塑性变形;该合金的纳米压痕变形行为与加载速率有关:在0.75～3mN/s加载速率下,发现了显著的锯齿流变;当增大到6mN/s时,锯齿流变逐渐消失。另外,当Cr含量(原子分数%,下同)从x=0增加到x=4时,该块体非晶合金在0.5mol/LNaCl溶液中,腐蚀速率和腐蚀电流密度分别从7.0×10-1减小到1.6×10-3mm/y、从3.9×10-6减小到8.7×10-7A/cm2。

Fe-Co-B-Si-Nb-Cr块体非晶合金在纳米压痕过程中的变形行为

利用纳米压痕技术研究直径为3mm的{[(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05]0.96Nb0.04}96Cr4块体非晶合金的变形行为以及加载速率对其塑性变形行为的影响规律。结果表明:该块体非晶合金在低加载速率下表现出显著的锯齿流变,而在高的加载速率下表现为连续的塑性变形;在纳米压痕过程中,该块体非晶合金出现室温蠕变现象,且其硬度值随着加载速率的增大而减小。

高等院校机械类专业力学课程改革探讨

工程力学是机械类专业一门重要技术基础课程，无论对学生后继课程的学习，还是以后的工作都非常重要。随着现代科技的发展，工程技术对力学的要求越来越高，而在高等教育改革不断深化的情况下，高校学生人数越来越多，学生的基础普遍有所下降，各力学课程的教学时数却越来越少，因此在新形式下探索其教学改革，以适应科技、社会发展的需要，培养出符合时代需求的兼具理论知识和实际应用能力的人才，有着更为突出的现实意义。

Cu_(45)Zr_(55-x)Al_x(x=3,7,12)块体非晶合金的第一性原理分子动力学模拟研究

利用第一性原理分子动力学模拟对Cu45Zr55-xAlx(x=3,7,12)块体非晶合金熔体在快速冷却为玻璃态过程中原子结构的演变进行了系统的研究.结果显示,以Al为中心的二十面体是合金熔体在液—固转变过程中最稳定的原子团簇结构,可视为该合金系中的基本结构单元;以Al为中心的稳定团簇的数量和在空间中的组成形式决定了该合金微观结构的非均匀性和原子扩散能力的大小,这也是影响合金宏观力学性能和玻璃形成能力的关键因素.

块体非晶合金的黏度与玻璃形成能力的关系

基于经典结晶理论讨论了非晶合金的晶化动力学因素和晶化热力学因素对玻璃形成能力(GFA)的影响.分析表明,合金的等温转变(TTT)曲线"鼻尖"温度Tn对应的黏度与晶化阻力因子成正比;重新加热时晶化开始温度Tx对应的黏度与晶化驱动力因子成反比.由此得到了新的GFA参数ω0=(Tg-T0)/(Tx-T0)-(Tg-T0)/(Tn-T0),其中Tg为玻璃转变温度,T0为理想玻璃转变温度.统计结果显示,ω0与临界冷却速率具有较高的相关性,R2高达0.9626.进一步分析表明:新提出的ω0参数可以合理地解释过冷熔体的黏度、脆性、液相稳定性、热稳定性以及Trg、ΔTx、γ、γm、ΔTrg、α、β、δ和φ等参数与GFA的关系.

铁基块体非晶合金在纳米压痕过程中的蠕变行为研究

利用纳米压痕技术研究了{[(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05]0.96Nb0.04}96Cr4铁基块体非晶合金的室温蠕变行为及不同的加载速率对该块体非晶合金蠕变变形的影响.{[(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05]0.96Nb0.04}96Cr4铁基块体非晶合金的室温蠕变变形与加载速率密切相关:在3—24mN/s加载速率下表现出显著的蠕变变形;随着加载速率的减小,蠕变变形逐渐变小,当加载速率为1mN/s和0.75mN/s时,蠕变变形基本消失.采用elastic-viscoelastic-viscous(EVEV)模型对该铁基块体非晶合金的蠕变变形进行了模拟.结果表明:EVEV模型能很好地模拟实验数据(相关系数R达到0.9392),并得到了与该块体非晶合金内部结构有关的蠕变柔量和延迟谱.基于室温蠕变速率敏感指数(m)的分析和纳米压痕的原子力显微镜(AFM)观测,细致讨论了{[(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05]0.96Nb0.04}96Cr4铁基块体非晶合金的室温蠕变机制.