Структурная релаксация и гомогенное пластическое течение металлических стекол на основе Pd и Zr

• Автор: Лысенко, Алексей Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава I. Стеклование, структура, структурная релаксация и гомогенное течение металлических стекол (литературный обзор)
1.1. Общие вопросы физики стеклообразного состояния
1.2. Кинетика стеклования
1.3. Структура металлических стекол
1.4. Структурная релаксация металлических стекол
1.4.1. Модель спектра энергии активации
1.5. Пластическая деформация металлических стекол
1.5.1. Гетерогенная и гомогенная деформация
1.5.2. Модель свободного объема
1.5.3. Модель направленной структурной релаксации
1.6. Выводы из литературного обзора
Глава II. Методика эксперимента
2.1. Приготовление образцов
2.2. Экспериментальная установка для измерения ползучести
2.3. Методика измерения ползучести. Расчет вязкости
2.4. Методика измерения плотности
2.5 Закалка образцов
2.6. Методика измерения электросопротивления
Глава III. Кинетика ползучести и возврат вязкоупругой деформации металлических стекол на основе Zr и Рй в массивном и ленточном состояниях

3.1. Кинетика структурной релаксации и гомогенного течения металлического стекла РсЦоСщоРго
3.1.1. Изохронная ползучесть металлического стекла РсЗзоСизоРзо
3.1.2. Изотермическая ползучесть металлического стекла Рс^оСгрдРго
3.1.3. Кинетика структурной релаксации металлического стекла Рс14оСи4()Р20 по данным измерений электрического сопротивления
3.2. Восстановление способности к вязкоупругому пластическому течению состаренного металлического стекла на основе Рё
3.2.1. Восстановление способности к вязкоупругому пластическому течению металлического стекла РВ40СщоК110Р
3.2.2. Восстановление способности к вязкоупругому пластическому течению металлического стекла Рй4оСи4оР
3.2.3. Обсуждение результатов по восстановлению способности к пластическому течению металлических стекол
3.3. Кинетика структурной релаксации и гомогенного течения металлических стекол системы Zr-Cu-Ni-Al
3.3.1. Кинетика ползучести металлических стекол 2г50 7Си28И1рА112 з и 2г53Си18 7№12А11бзпри различных скоростях нагрева
3.3.2. Влияние стеклообразуюгцей способности на кинетику гомогенного

течения металлических стекол системы 2г-Си-Ш-А
3.3.3. Энергия активации структурных перестроек металлического стекла 2г50 7Си28И19А112
Общие выводы по работе
Литература
Введение
Актуальность темы.
Металлические стекла (МС) характеризуются комплексом уникальных свойств, обусловленных некристалличностыо их структуры. Развитие представлений о природе стеклообразования и методов очистки металлических расплавов позволило в последнее десятилетие значительно повысить их стеклообразующую способность, что сделало возможным приготовление так называемых объемных металлических стекол с характерным минимальным размером до нескольких сантиметров. Однако сложность и сильная неравно-весность структуры определяют недостаточный уровень понимания многих физических явлений в этих материалах. В частности, несмотря на многолетние исследования, вопрос о физических механизмах пластического течения металлических стекол и условиях их реализации далек от окончательного решения.
Неравновесность структуры стекол проявляется в самопроизвольных атомных перестройках, реализующихся с той или иной скоростью при любых температурах. Совокупность этих перестроек принято называть структурной релаксацией. В настоящее время доминирует точка зрения о том, что гомогенное течение и его подавление в результате структурной релаксации обусловлено избыточным свободным объемом в стекле и его уменьшением при термообработке. Эта точка зрения опирается, однако, на результаты косвенных экспериментов. В литературе практически отсутствуют результаты сколько-нибудь прямых экспериментов, однозначно подтверждающих (или опровергающих) роль избыточного свободного объема в формировании закономерностей гомогенного течения металлических стекол.
Исследования показали, что гомогенное вязкоупругое пластическое течение металлических стекол ниже температуры стеклования тесно связано со структурной релаксацией. Известно, например, что в результате структурной релаксации вязкость металлических стекол может возрасти на пять порядков. Такой эффект “старения” часто интерпретируется как необратимое явление,

температура, К температура, К
Рис. 2.3. Определение температур стеклования Тд и кристаллизации Тх исследуемых МС в объемном и ленточном состояниях.
Циркониевые объемные стекла были приготовлены методом всасывания расплава в форме пластин толщиной 3 мм. Аморфные отливки разрезались вдоль тонким алмазным диском на полоски сечением (150—200)х(500~1000) мкм2. Ширина и толщина образцов-выравнивалась по всей длине специальными шлифовальными инструментами. Оценка поперечного сечения образцов производилось с помощью цифрового микрометра с ценой деления 1 мкм. Аморфность свежезакаленных и термообработанных образцов контролировалась с помощью рентгеновского дифрактометра Thenno Scientific ARLX’TRA с использованием Cu-Ka излучения. На рис. 2.1 и 2.2 в качестве примера показаны некоторые дифракционные данные для исследуемых МС.
Температура стеклования Tg и температура начала кристаллизации Тх были определены методом дифференциальной сканирующей калориметрии (сканирующий калориметр Perkin-Elmer DSC-7C) для скоростей нагрева 5 К/мин. Дифференциальная сканирующая калориметрия показала, что температура стеклования Tg объемных и ленточных образцов, определенная по началу эндотермического эффекта, при скорости нагрева 5 К/мин примерно одинакова и равна 559 К для МС РсЦоСизоХЧшРзо, 705 К и 706 К для МС Zr5o.7Cu28Ni9Ali2.3 и Zr53Culs.7Nii2Ali6.3, соответственно. Для ленточного МС РсЦоСщоРзо температура стеклования составила 530 К (рис. 2.3).