本文以Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金为研究对象,使用120ke V的氢离子、氦离子和氮离子对其进行辐照处理(每种辐照离子选取1.7×10¹⁵ions/cm²、5×10¹⁵ions/cm²、1×10¹⁶ions/cm²和2×10¹⁶ions/cm²四个剂量),然后借助同步辐射实验装置、纳米压痕仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜等仪器探究离子辐照对Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金微观结构和性能的影响,总结得出CuZr基非晶合金的离子辐照效应。理论计算了氢离子、氦离子和氮离子与Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金原子之间的碰撞过程。计算结果表明,相比于氢离子和氦离子,氮离子在非晶合金中的能量损失速率最快,其在非晶合金中的射程最短;氢离子在非晶合金中的能量损失速率最慢,其在非晶合金中的射程最长。对离子辐照前后Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金的微观结构进行表征,结果显示氢离子、氦离子和氮离子辐照均没有诱导Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金发生晶化转变。研究表明,低剂量的离子辐照会在非晶合金基体内引入空位、贫原子区等结构缺陷,造成非晶合金原子键的膨胀,使得非晶合金组织结构趋于疏松;随着辐照剂量的增加,非晶合金原子短程序自扩散运动能力增强,发生非均匀原子键的重新取向,非晶合金组织结构向低能量态的有序化结构转变且结构趋于紧密。氢离子、氦离子和氮离子辐照诱导Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金微观结构变化,进而影响其表面形貌、力学、物理和化学性能。研究表明,离子辐照后,Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金表面未出现明显的辐照损伤,但在低剂量离子辐照作用下,非晶合金表面粗糙度上升,高剂量离子辐照诱导非晶合金表面原子发生塑性流动,使其粗糙度降低。当离子辐照诱导非晶合金结构趋于紧密时,非晶合金的纳米硬度和弹性模量上升,在氮离子2×10¹⁶ions/cm²辐照处理时,Cu₅₀Zr₅₀非晶合金的纳米硬度能够达到8.91GPa,Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金的纳米硬度能够达到9.07GPa。对离子辐照后Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金的电学性能进行分析,得出非晶合金离子辐照后的导电性能是非晶合金微观结构和辐照离子共同作用的结果,辐照离子在非晶合金中的注入阻碍自由电子的运动,降低了非晶合金的导电能力。此外,还研究了离子辐照对Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金耐腐蚀性能的影响,得出低剂量离子辐照在非晶合金中引入空位等结构缺陷,非晶合金表面腐蚀位点增多,降低了非晶合金的耐腐蚀性能;随着辐照剂量的增加,非晶合金结构稳定性增强,耐腐蚀性能上升;当离子辐照剂量增加到一定程度,Cu₅₀Zr₅₀和Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金成分和结构的均匀性遭到破坏,其耐腐蚀性能降低。