块体金属玻璃..ppt

块体金属玻璃的制备和性能研究
项目组员:戴良娟
张远航
马成斌
指导老师: 杜宇雷
短程有序长程无序的无缺陷玻璃态结构
高断裂强度
高硬度
高弹性应变
超高耐蚀性
过冷液相区超塑性
缺点:室温塑性差
目前国际上主要采用在块体金属玻璃基体上引入第二相的方法,形成块体金属玻璃复合材料,使块体金属玻璃的塑性较之前的纯非晶块体金属玻璃有大幅度提高,主要的两种技术方法为内生法和外加法。
如何改善室温脆性
改变微观结构
无法保证全玻璃态
降低性能
通过引入第二相提高塑性
难解决已成
型的构件
两大弊端!!
块体金属玻璃室温塑性改善的创新
新型的提高块体金属玻璃塑性方法的研制和开发已是势在必行。
不是在块体金属玻璃中引入第二相改变材料本身的性能来提高其塑性,而是通过对块体金属玻璃结构件进行氢化处理来提高其塑性。
对块体金属玻璃进行氢化处理目前有两种方式:电化学氢化,这种氢化方式时间长,而且对块体金属玻璃基体有腐蚀作用;另一种是气相氢化,能提高其塑性。
块体金属玻璃试样制备
部分块体金属玻璃试样的氢化处理
性能对比分析
微观结构
热力学稳定性
力学性能
实验内容
块体金属玻璃的成分选择
研究对象:Vitalloy 1(vit1)

基体成分选择
原因:
由于Zr基具有强大的玻璃形成能力和宽大的过冷液相区,能够利用不太复杂的设备较为容易地制备出质量很好的块体非晶合金。
同时Zr基块体金属玻璃又显示出优异的力学性能,高强度、超塑性、高弹性、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和优异的加工成型性能,具有乐观的工业应用前景。
块体金属玻璃的制备
母合金熔炼
在高纯氩气保护下,利用熔炼Ti纯金属去除腔内氧气,利用水冷铜坩埚非自耗电弧熔炼母合金。母合金至少熔炼5次并进行电磁搅拌保证成分的均匀。
BMG成型
铜模喷铸-吸铸技术
金属纳米(非晶)制备与受控凝固系统
BMG的氢化处理
气相氢化
主要思想
①块体金属玻璃中的Zr、Ti等元素与氢有较强的亲和力。
②块体金属玻璃中的Ni等元素对氢的吸附有催化作用。
③块体金属玻璃中存在大量的自由体积、短程有序结构中存在能量状态不同的大量四面体间隙,有利于氢的占据。
试样性能对比分析
XRD衍射分析
DSC热力学性能分析
准静态压缩
力学性能分析
扫描电镜断面观察
微观结构
热力学稳定性
力学性能