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成果名称: 金属玻璃弛豫行为与流动单元关系

成果登记号: 9612023J0118

第一完成单位: 西北工业大学

联 系 人: 洪波

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 其他

应用行业: 科学研究和技术服务业

学科分类: 非晶、微晶金属材料(包括准晶和纳米晶材料等)(430.4030)

完成人: 乔吉超,吕国建,童钰

成果简介:

非晶合金是在快速急冷下来不及结晶而形成的非晶态合金固体。相较于传统晶体金属材料较为完善的理论研究,非晶合金的理论研究仍刚刚起步,许多物理现象和理论的研究仍不清晰。非晶合金在能量上处于亚稳态,弛豫行为是伴随其生命周期的重要研究课题。本项目通过力学加载刺激(动态力学加载、蠕变或应力松弛等)可以得到非晶合金随温度、频率或时间演化的弛豫行为特征。主要的科学价值如下:

1:通过研究发现物理时效和晶化会增加非晶合金微观结构的短程有序度甚至长程有序度;塑性变形(如室温轧制、循环加载等)可以在很大程度上增加非晶合金微观结构混乱度,该规律被验证为非晶态合金原子移动性普遍规律。

2:首次报道了典型非晶合金在应力松弛过程中的双阶段行为(应力驱动和热激活两个过程),从实验上再次证明了非晶合金的动力学和结构非均匀性。为理解非晶合金的α弛豫和β弛豫、以及它们之间的关联提供了新的物理视窗。

3阐明了非晶合金主弛豫特征,采用物理模型对非晶合金主弛豫行为进行了系统描述。采用准点缺陷理论对非晶合金动态弛豫机制进行了系统性物理描述,从原子移动性角度出发建立了基于微剪切畴概念的非晶合金动态弛豫机制和宏观力学行为(塑性及流变行为等)的关联。

    4:利用分子动力学模拟技术验证了动态对应原理在非晶合金材料中的适用性。将静力学中的弹性常数之间的关联扩展至粘弹性范畴,为复杂加载模式下的动态复模量的预测奠定了基础。

综上所述,研究非晶合金的动态弛豫行为能够有效地探测非晶合金在原子级别的扩散及动力学行为,对理解非晶合金的玻璃转变本质、塑性形变单元以及微观结构非均匀性等重要科学问题有所帮助,为调控非晶合金的力学性能提供重要指导。