论文部分内容阅读
大块金属玻璃这种新型金属材料具有优异的力学、物理和化学性能,拥有广阔的应用前景。本论文围绕影响金属玻璃中剪切带行为的微观机制,开展了系列的理论和实验分析。首先,分析了考虑压力效应金属玻璃的剪切控制模型,利用线性扰动的方法研究剪切变形的稳定性,得到了剪切失稳的判据。结合修正后的自由体积模型,研究了压力对剪切失稳的影响。发现压力能增加剪切带失稳的临界时间,对剪切带失稳起到了阻碍作用。其次,通过对金属玻璃发生剪切失稳形成剪切带的行为进行分析,得到了其发生剪切失稳时的临界自由体积浓度,预测结果与实验观察和模拟结果吻合;利用两种方法对其剪切带厚度进行了预测,结果表明基于剪切失稳临界波长预测金属玻璃剪切带厚度的方法只在发生剪切失稳后极短的时间内有效,对成熟剪切带厚度的预测必须考虑自由体积的扩散效应;考察了金属玻璃的宏微观材料参数对其剪切带厚度的影响及其微观机制,发现金属玻璃剪切带厚度对其宏观材料参数(泊松比)不敏感,对与剪切相变区相关的微结构参数敏感。通过相同尺寸不同压缩方向的侧向压缩实验,考察了侧向应力对一种锆基大块金属玻璃剪切带行为的影响。试验研究表明金属玻璃的剪切带行为受应力状态的影响明显。侧向应力使得其剪切带行为发生改变,由单一方向向多方向及交割、分叉、滑移等转变。研究了机械约束和应力再结晶对金属玻璃塑性变形能力的影响。通过对剪切带微纳观形貌的观察与分析,得出机械约束是多重剪切带形成的诱因,应力再结晶进一步增强了多重剪切带的形成和塑性变形能力的实验结论。