金属玻璃及其复合材料的变形与断裂行为

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1、中文摘要块状金属玻璃合金作为一种新型材料，具有高强度、良好的耐磨性能以及在过冷液态区内良好的加工成型性能和热稳定性。随着制备工艺的不断发展，人们已经能制备出高质量和性能稳定的大块样品，这为人们深入研究其变形和断裂机制创造了良好的条件，继而为这种新型材料的结构设计和工艺设计提供重要的理论指导，最终将使这种材料作为结构材料加以应用成为可能。本文通过对一系列的金属玻璃合金(Zr基、Mg基、Cu基、Fe基和n基块状纯金属玻璃和金属玻璃基体枝晶增强复合材料)的变形和断裂行为进行了研究，主要内容包括力学性能和维氏硬度之间的关系，镁基金属玻璃压缩过程

2、中特殊的破碎断裂方式，材料高径比对其变形和断裂行为的影响以及枝晶增强复合材料的韧化机制等几个方面。主要有以下结论：(i)具有强硬化能力的金属玻璃复合材料中维氏硬度和断裂强度之间并不遵循经验上的l／3关系，即Hd3‰y,材料的各项力学性能，例如断裂强度％屈服强度％弹性模量最硬化指数行和弹性功与总功的比值而／西在决定材料的硬度方面也有很重要的作用。0i)镁基金属玻璃在压缩过程呈现出一种特殊的断裂方式，即破碎断裂，主要是由于材料本身内聚能的影响造成的，传统的剪切断裂方式可以看作是破碎断裂方式的一种特殊情况。(fii)非晶合金试样的外观高径比对

3、其压缩塑性有很大的影响而对其强度却基本没有影响。(iv)枝晶增强的非晶基体复合材料具有高强度和大的塑性，同时也具有很强的硬化能力，高强度是来自于非晶和纳米晶基体，而由于在变形过程中枝晶对剪切带的扩展起了强烈的阻碍作用从而导致了其具有高塑性和一定的硬化能力。关键词：金属玻璃，复合材料，变形，断裂，强度，塑性，剪切带AbstractBulkmetallicglassyalloyshavealmosttheoreticalhighs拄ength,excellentwearproperties，goodformingabilityandther

4、malstabilityinthesupercooledliquidregion．Withthedevelopmentofmanufacturingtechniques，hi曲qualitybumsampleswithstableperformanceswouldbeproduced．Thiscreatesconditionsfora鼬erinvestigationondeformationandfracturebehavior．Inthemeantime，suchinvestigationmayprovideimportanttheo

5、reticalguidanceforstructuralandtechnologicaldcsignofthesematerials．andthesesmaterialswereusedinmanufactureandpeople’Slivingasstructuralmaterialsfinally．Inthispaper,thedeformationandfracturebehaviorofaseriesofbulkamorphousalloys(bulkmonolithicmetalficglassesandmetallicgla

6、ssycompositeswithdendrites)wereinvestigated．TheexperimentsconsistedofthedependenceofVickerhardnessandcompressiveproperties，thefra鲫nentationfractureofbulkmetallicglassmaterials，theeffectofaspectratioonthecompressivedeformationandfiacRlrebehaviorofbulkmetallicglassandtheto

7、ugheningmechanismsofTi-basednanostrucmredcompositecontainingductiledendrites．111emainresultsareasfollows：(i)ThedependencebetweenVickerhardnessandcompressivepropertiesofthemetallicglasscompositescontainingdendriteswitllstrongworkhardeningWasnotallowedtheempiricalrelations

8、hip，ieHd32c弘butothercompressiveproperties，suchasfracturestrength劬yieldstrengthor．Young’Smodule丘Working-