1、塊體非晶合金這種新型金屬材料具有優(yōu)異的力學、物理和化學性能,擁有廣闊的應用前景。本文首先對塊體非晶合金的研究進展進行了評述,主要討論了:(1)塊體非晶合金的形成機理;(2)塊體非晶合金的室溫斷裂行為;(3)塊體非晶合金的性能及應用前景;(4)當前塊體非晶合金的研究及應用所面臨的主要問題。在此基礎上,研究了玻璃轉變溫度(Tg)、晶化開始溫度(Tx)和液相線溫度(Tl)與玻璃形成能力(GFA)的關系,提出了能更加準確地評價非晶合金GFA的新

2、判據(jù),并分析了GFA與黏度的關系。另外,采用掃描電鏡和Instron材料試驗機,研究了Zr-Cu-Al(-Nb)塊體非晶合金的室溫壓縮性能及斷裂行為。主要內容和結果包括:
　　1.基于文獻及本文的研究結果,本文對以Tg、Tx和Tl這三個特征溫度表示的合金GFA判據(jù)包括Trg(=Tg/Tl)、ΔTx(=Tx-Tg)、γ(=Tx/(Tg+Tl))、ΔTrg(=(Tx-Tg)/(Tl-Tg))、α(=Tx/Tl)、β(=(Tx/Tg+T

3、g/Tl)、δ(=Tx/(Tl-Tg)、β(=Tx×Tg/(Tl-Tx)2)、φ(=Trg(ΔTx/Tg)0.143)、γm(=(2Tx-Tg)/Tl)、ω1(=Tg/Tx-2Tg/(Tg+Tl))進行了分析和對比。統(tǒng)計分析表明:新參數(shù)ω1與非晶合金的GFA有最強的相關性?；诜蔷РＡ纬赡芰Φ奈锢肀举|及上述判據(jù)的分析,非晶合金的GFA和Tg/Tl、Tx/Tg這兩個值成正比,其中Tg/Tl反映合金熔體冷卻時的液相穩(wěn)定性,而Tx/Tg反映

4、合金加熱時的抗晶化能力。
　　2.基于經典結晶理論討論了非晶合金的晶化動力學因素和晶化熱力學因素對玻璃形成能力的影響,分析表明,合金的等溫轉變(TTT)曲線“鼻尖”溫度Tn對應的黏度與晶化阻力因子成正比;重新加熱時晶化開始溫度對應的黏度與晶化驅動力因子成反比。由此得到了新的GFA參數(shù)ω0=(Tg-T0)/(Tx-T0)-(Tg-T0)/(Tn-T0),其中T0為理想玻璃轉變溫度。統(tǒng)計結果顯示,ω0與臨界冷卻速率具有較高的相關性,R

5、2高達0.9626。進一步分析表明:新提出的ω0參數(shù)可以合理地解釋過冷熔體的黏度、脆性、液相穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及Trg、ΔTx、γ、γm、ΔTrg、α、β、δ、φ和ω1等參數(shù)與G FA的關系。
　　3.試驗結果表明,Zr50Cu40Al10塊體非晶合金摻入3at.％的Nb后,壓縮斷裂強度和塑性應變分別從1892MPa和0.86%大幅提高到2020MPa和2.44%;(Zr0.5Cu0.4Al0.1)97Nb3和Zr50Cu40Al