退火处理对Pt基块体金属玻璃塑性动力学行为的影响

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作者 易梦丽 王驰 +3 位作者 赖建平 李定骏 袁卫锋 余家欣 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期173-182,共10页

采用退火的热诱导方法向Pt基块体金属玻璃(Pt-BMG)基体内原位引入纳米晶,通过纳米压痕实验,考察了Pt-BMG在铸态和在玻璃转变温度Tg之上(250℃)退火15 min,2 h和6 h的力学性能和塑性动力学行为.研究结果表明,退火时间从15 min增加到6 h时... 采用退火的热诱导方法向Pt基块体金属玻璃(Pt-BMG)基体内原位引入纳米晶,通过纳米压痕实验,考察了Pt-BMG在铸态和在玻璃转变温度Tg之上(250℃)退火15 min,2 h和6 h的力学性能和塑性动力学行为.研究结果表明,退火时间从15 min增加到6 h时,Pt-BMG的结晶度从34%增加到57%,平均晶粒尺寸从25.6 nm增加到38.3 nm,硬度和折合模量分别从5.66 GPa和133.83 GPa增加到8.65 GPa和182.89 GPa,同时载荷-位移曲线上的锯齿流变行为呈现从可明显观察到不连续的位移突变到比较平滑的变化规律.通过分子动力学模拟进一步证明,随着纳米晶尺寸的增加,剪切转变区的激活与剪切带的成核呈现先促进后抑制、先增加后减小的趋势.这是由于金属玻璃在塑性变形过程中,小尺寸纳米晶会被剪切带所包裹或溶解,促进了金属玻璃塑性变形的形成;而大尺寸纳米晶在承受载荷时,在晶体内部产生了位错和滑移,进一步抑制了剪切带的成核与传播.本文结合纳米压痕实验和分子动力学模拟,从原子尺度上揭示了纳米晶的尺寸影响非晶合金塑性变形的内在机理,为设计理想性能的金属玻璃提供了有效的实验基础与理论支撑. 展开更多

关键词 退火 Pt基块体金属玻璃 塑性动力学 分子动力学模拟 纳米晶 剪切带

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块体金属玻璃制备技术的研究进展 被引量：2

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作者 许宏伟 杜宇雷 +1 位作者 成家林 陈光 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第23期24-28,共5页

主要介绍了块体金属玻璃的连接技术、放电等离子烧结法和电磁振动法等制备块体金属玻璃的新技术手段。块体金属玻璃的连接技术包括激光焊、爆炸焊、电子束焊、熔融液相连接法和摩擦焊等。采用焊接的方法可将块体金属玻璃连接在一起,以... 主要介绍了块体金属玻璃的连接技术、放电等离子烧结法和电磁振动法等制备块体金属玻璃的新技术手段。块体金属玻璃的连接技术包括激光焊、爆炸焊、电子束焊、熔融液相连接法和摩擦焊等。采用焊接的方法可将块体金属玻璃连接在一起,以形成大尺寸甚至超大尺寸的块体金属玻璃;放电等离子烧结可在很短时间内制备多孔、大尺寸和具有一定塑性的块体金属玻璃,在制备具有优异软磁性能的块体金属玻璃上也具有显著优势;电磁振动法可以有效抑制晶体形核,显著提高块体金属玻璃体系的玻璃形成能力,从而制备更大尺寸的块体金属玻璃。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 块体金属玻璃的连接 放电等离子烧结 电磁振动

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块体金属玻璃微磨削加工的温度场仿真 被引量：4

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作者 刘寅 巩亚东 +1 位作者 孙瑶 张唤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期828-833,共6页

建立单颗磨粒微磨削的正交切削模型和玻璃金属的本构关系方程,采用有限元工艺仿真系统对块体金属玻璃进行微磨削加工的温度场仿真,从而得到块体金属玻璃在微磨削过程中的温度以及温度变化趋势,进而观察其磨削温度是否达到块体金属玻璃... 建立单颗磨粒微磨削的正交切削模型和玻璃金属的本构关系方程,采用有限元工艺仿真系统对块体金属玻璃进行微磨削加工的温度场仿真,从而得到块体金属玻璃在微磨削过程中的温度以及温度变化趋势,进而观察其磨削温度是否达到块体金属玻璃的玻璃转变温度.因此,对玻璃金属磨削加工过程的温度仿真可以有效预测非晶表面是否有晶化现象的发生.改变微磨削加工参数,对块体金属玻璃的各个磨削区的温度变化趋势进行观察.通过仿真实验发现,块体金属玻璃的最高磨削温度发生在磨粒前刀面与磨屑接触的区域,即第二变形区. 展开更多

关键词 块体金属玻璃 微尺度磨削 微磨削温度 有限元仿真 Deform-2D

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改善块体金属玻璃室温脆性的研究进展 被引量：2

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作者 郑强 史洪刚 +2 位作者 冯宏伟 刘全利 刘铁 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期87-92,共6页

块体金属玻璃有许多优良的性能,如高强度、高硬度、高比强度、好的耐腐蚀抗力以及优良的软磁性能等。然而,近乎于零的室温塑性应变严重限制了其作为结构材料的实际应用。总结了近年来改善块体金属玻璃室温脆性的最新研究进展,并对这些... 块体金属玻璃有许多优良的性能,如高强度、高硬度、高比强度、好的耐腐蚀抗力以及优良的软磁性能等。然而,近乎于零的室温塑性应变严重限制了其作为结构材料的实际应用。总结了近年来改善块体金属玻璃室温脆性的最新研究进展,并对这些方法的优缺点进行了分析。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 非晶材料 复合材料 断裂韧性 力学特性

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氧对Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)块体金属玻璃晶化动力学的影响 被引量：1

5

作者 张敬 贺林 孙军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1223-1226,共4页

利用不同锆原材料、采用电弧炉坩埚倾斜铸造法制备了具有不同氧含量的Zr50Cu40Al10三元锆基块体金属玻璃,研究了氧对合金热稳定性及晶化动力学的影响.研究结果表明:合金的热稳定性随其氧含量的增加而降低,但晶化表观激活能却随氧含量的... 利用不同锆原材料、采用电弧炉坩埚倾斜铸造法制备了具有不同氧含量的Zr50Cu40Al10三元锆基块体金属玻璃,研究了氧对合金热稳定性及晶化动力学的影响.研究结果表明:合金的热稳定性随其氧含量的增加而降低,但晶化表观激活能却随氧含量的增加而增加;氧是通过提高晶化反应速率常数而降低合金热稳定性的,热稳定性与反应速率常数之间存在良好的对应关系,反应速率常数可以较好地表征具有强烈动力学效应的块体金属玻璃晶化过程;氧提高合金晶化反应速率常数的原因是由于它增大了反应的频率因子. 展开更多

关键词 块体金属玻璃 热稳定性 激活能 晶化反应

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高速冲击下块体金属玻璃动力学响应的实验研究

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作者 李涛 谭多望 +2 位作者 李强 谭兴春 傅华 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期110-112,共3页

块体金属玻璃具有极高的力学强度，存在潜在的军事应用价值，实现其应用的关键在于认识材料在高应变率下的动力学行为特性。为此，利用飞片驱动速度可达3．5km／s的电炮加载装置，对一种新制备的锆基块体金属玻璃的动力学响应进行了实... 块体金属玻璃具有极高的力学强度，存在潜在的军事应用价值，实现其应用的关键在于认识材料在高应变率下的动力学行为特性。为此，利用飞片驱动速度可达3．5km／s的电炮加载装置，对一种新制备的锆基块体金属玻璃的动力学响应进行了实验研究。实验中，基于高精度DPS激光干涉仪测得的样品／窗口界面粒子速度波剖面，获得了新材料在应变率约为10^5／s下的冲击响应特性参数。在加载压力15～25GPa范围下，确定的Hugoniot弹性极限约为2．4GPa，线性拟合得到的冲击Hugoniot关系为Ds=（4．4±0．1）＋（0．58±0．08）up。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 电炮 动态响应 高速飞片

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块体金属玻璃由脆变塑的内生复合技术

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作者 高度 陈光 成家林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期7-12,共6页

针对块体金属玻璃(BMG)的室温脆性问题,结合内生复合技术的发展历程,全面阐述内生相及其形貌、尺寸、制备工艺等因素对力学性能的影响。对块体金属玻璃历经压缩-小尺寸试样拉伸-大尺寸试样拉伸,逐步由脆向塑发展。指出半固态顺序凝固(SS... 针对块体金属玻璃(BMG)的室温脆性问题,结合内生复合技术的发展历程,全面阐述内生相及其形貌、尺寸、制备工艺等因素对力学性能的影响。对块体金属玻璃历经压缩-小尺寸试样拉伸-大尺寸试样拉伸,逐步由脆向塑发展。指出半固态顺序凝固(SSPS)是获得大尺度、无缺陷、具有显著拉伸塑性的BMG内生复合材料的有效手段。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 内生复合 半固态顺序凝固 拉伸塑性

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聚变堆第一镜材料块体金属玻璃表面特性 被引量：3

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作者 文静 董闯 +5 位作者 公发全 牟宗信 罗灵杰 赵亚军 羌建兵 王英敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3329-3332,共4页

研究了块体金属玻璃(块体非晶合金)Zr65Al7.5Ni10Cu17.5,Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8和金属多晶钼3种第一镜材料经低温等离子体H和Ar辐照后的表面特性变化。结果表明,两种块体金属玻璃的抗H等离子体溅射能力与其成分有关。随着等离子体辐照... 研究了块体金属玻璃(块体非晶合金)Zr65Al7.5Ni10Cu17.5,Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8和金属多晶钼3种第一镜材料经低温等离子体H和Ar辐照后的表面特性变化。结果表明,两种块体金属玻璃的抗H等离子体溅射能力与其成分有关。随着等离子体辐照时间的增加,金属多晶钼和块体金属玻璃Zr65Al7.5Ni10Cu17.5的表面粗糙度增大,镜面反射率降低;而块体金属玻璃Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8的表面粗糙度减小,镜面反射率升高。X射线衍射仪(XRD)分析表明,块体金属玻璃在离子体溅射过程中,表面微结构具有自修复性。 展开更多

关键词 第一镜 块体金属玻璃 聚变堆 等离子体溅射 镜面反射率

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热氧化对Zr基块体金属玻璃腐蚀行为的影响 被引量：2

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作者 彭盛 曹庆平 +2 位作者 赵向南 王晓东 蒋建中 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期345-351,共7页

本文系统研究了空气中热氧化对Zr-Cu-(Nb)-Ag-Al-Be块体金属玻璃在含Cl^-溶液中腐蚀行为的影响。热氧化后:样品表面生成0.3~0.4μm厚的氧化层,层内Al和O富集;含Nb样品点蚀电位和自然腐蚀电位明显增大,不含Nb样品极化曲线却无明显变化;... 本文系统研究了空气中热氧化对Zr-Cu-(Nb)-Ag-Al-Be块体金属玻璃在含Cl^-溶液中腐蚀行为的影响。热氧化后:样品表面生成0.3~0.4μm厚的氧化层,层内Al和O富集;含Nb样品点蚀电位和自然腐蚀电位明显增大,不含Nb样品极化曲线却无明显变化;浸泡实验中样品表面的腐蚀坑密度显著降低,腐蚀坑内Cu富集、Zr贫化。X射线光电子能谱结果显示热氧化后含Nb样品表面含有Nb_2O_5和更低的Cu含量,而其它元素与不含Nb样品相似。因此,热氧化能更显著地改善含Nb样品耐蚀性能的原因可能是含Nb_2O_5的氧化膜更加致密,以及该氧化层能更有效阻碍Cl^-扩散。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 腐蚀 热氧化 X射线光电子能谱

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块体金属玻璃的加工硬化行为 被引量：6

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作者 孙国元 张敏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期462-469,共8页

块体金属玻璃(BMG)具有高强度、高硬度和大的弹性应变极限等独特的力学性能。然而由于缺乏位错、孪生等晶态缺陷,金属玻璃通过高度局域化的剪切带发生塑性变形,因此其通常不显示加工硬化行为,而发生应变软化和/或热软化。这导致了BMG早... 块体金属玻璃(BMG)具有高强度、高硬度和大的弹性应变极限等独特的力学性能。然而由于缺乏位错、孪生等晶态缺陷,金属玻璃通过高度局域化的剪切带发生塑性变形,因此其通常不显示加工硬化行为,而发生应变软化和/或热软化。这导致了BMG早期灾难性失效,极大地限制了其广泛的工程应用。然而近年来,人们在一些单相BMG材料中观察到了明显的加工硬化行为。这引起了工程界学者的极大兴趣,也引发了关于金属玻璃加工硬化起源机制的讨论。目前人们对于金属玻璃的结构如何影响其性能和形变行为的理解还非常有限,BMG的加工硬化起源仍是当前颇具争议的研究热点。但总的说来,BMG的加工硬化行为与外加应力(能量)引起的内部结构改变,包括多重剪切带的形成、自由体积的演化和纳米晶化行为等密切相关,并最终涉及其变形过程中的剪切带行为。Cu47.5Zr47.5Al5是被最早报道的可加工硬化的塑性BMG。相关研究认为,合金中存在的不同尺度的化学和/或结构非均匀性促进了材料变形过程中多重剪切带的形成和增殖;而大量剪切带在三维方向上的交互作用导致了材料流变应力的增加,从而引起加工硬化。这就是BMG的加工硬化机理,该理论最早由Das等提出,后来被更多研究所证实。之后,研究者们在某些BMG加载-卸载循环纳米压痕试验中观察到了应变硬化-软化现象,并提出了BMG加工硬化的"自由体积模型"。他们认为,外加剪应力的改变导致了非晶结构内部净自由体积的变化,进而通过其对塑性变形微区剪切带行为的影响引起材料硬度的变化。Chen等在对均质结构的Cu50Zr50非晶条带进行弯曲变形后,检测到剪切带内原位纳米晶化,并基于对剪切带-纳米晶相互作用的实验观察,发展了形变诱导纳米晶化导致的应变硬化机制。这些工作丰富和发展了BMG加工硬化的基本原理及其研究方法。本文简要介绍了通常用来评估金属材料加工硬化能力的方法 /参数,并概述了金属玻璃中的剪切带行为;在此基础上,通过对几种典型的BMG加工硬化行为的分析,归纳性地讨论了BMG加工硬化起源可能的机制,以期为研究BMG的力学行为、开发性能优异的塑性BMG结构材料提供参考。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 加工硬化 剪切带行为 结构非均匀性 自由体积模型 形变诱导纳米晶化

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超高比强度铝基块体金属玻璃面世

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《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第13期32-32,共1页

关键词 块体金属玻璃 超高比强度 铝基 材料科学 块体材料 断裂机制 直接浇铸 压缩实验

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超高比强度铝基块体金属玻璃面世

12

《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第18期4-4,共1页

关键词 块体金属玻璃 超高比强度 铝基 国家自然科学基金 三元合金系 玻璃形成能力 团簇结构 材料科学

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Zr浓度及热处理对Zr-Cu-Al块体金属玻璃断裂韧性的影响

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作者 吴全兴 《稀有金属快报》 CSCD 2008年第5期46-47,共2页

块体金属玻璃的拉伸、压缩强度很高，大约在1～5GPa。它没有晶体合金那样的晶界，因而一般具有高的耐蚀性，有望用做高强度机械的结构材料。

关键词 块体金属玻璃 断裂韧性 热处理 AL 浓度 ZR 压缩强度 结构材料

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超高比强度铝基块体金属玻璃面世

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《21世纪建筑材料》 2009年第4期70-71,共2页

近日，科学家通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相的铝基块体材料。通过压缩实验获得了块体材料的断裂强度数据（比强度可达3．3×10^5Nmkg-1），并观察到了单一剪切带控制的形变与断裂机制。相关工作发表在《材料快报》上。据悉，相... 近日，科学家通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相的铝基块体材料。通过压缩实验获得了块体材料的断裂强度数据（比强度可达3．3×10^5Nmkg-1），并观察到了单一剪切带控制的形变与断裂机制。相关工作发表在《材料快报》上。据悉，相关工作在国际上属首次报道。 展开更多

关键词 超高比强度 块体金属玻璃 铝基 块体材料 断裂机制 直接浇铸 压缩实验 非晶相

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超高比强度铝基块体金属玻璃面世

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《稀土信息》 2009年第7期20-20,共1页

近日，沈阳材料科学国家（联合）实验室王建强研究组与美国约翰霍普金斯大学教授马恩合作，通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相的铝基块体材料。通过压缩实验获得了块体材料的断裂强度数据（比强度可达3．3×105Nmkg-1），并观察到... 近日，沈阳材料科学国家（联合）实验室王建强研究组与美国约翰霍普金斯大学教授马恩合作，通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相的铝基块体材料。通过压缩实验获得了块体材料的断裂强度数据（比强度可达3．3×105Nmkg-1），并观察到了单一剪切带控制的形变与断裂机制。相关工作发表在《材料快报》上。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 超高比强度 铝基 材料科学 块体材料 断裂机制 直接浇铸 压缩实验

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水淬法制备W_丝/Zr基大块金属玻璃复合棒材研究 被引量：5

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作者 肖学山 李维火 +3 位作者 王庆 夏雷 华勤 董远达 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2001年第6期6-8,共3页

用水淬法制备出了 2 0mm× 2 0 0mm的W丝/Zr基大块体金属玻璃复合棒材 ,使用TEM、SEM、XRD和DSC对复合棒材的显微组织进行了分析和研究 。

关键词 棒材 水淬法 大块金属玻璃 显微组织 复合 TEM SEM 制备 块体金属玻璃 研究

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块体非晶合金玻璃形成能力的新判据

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作者 危洪清 龙志林 +2 位作者 彭建 张志纯 许福 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期692-695,共4页

基于合金熔体的液相稳定性和抗晶化能力分析,提出了一个评估非晶合金玻璃形成能力(GFA)的新判据:ω=Tg/Tx-2Tg/(Tg+Tl),其中,Tg为玻璃转变温度,Tx为晶化开始温度,Tl为液相线温度。利用报道的金属玻璃实验数据对ω、Trg(=Tg/Tl)、ΔTx(=T... 基于合金熔体的液相稳定性和抗晶化能力分析,提出了一个评估非晶合金玻璃形成能力(GFA)的新判据:ω=Tg/Tx-2Tg/(Tg+Tl),其中,Tg为玻璃转变温度,Tx为晶化开始温度,Tl为液相线温度。利用报道的金属玻璃实验数据对ω、Trg(=Tg/Tl)、ΔTx(=Tx-Tg)、γ(=Tx/(Tg+Tl))、γm(=(2Tx-Tg)/Tl)、α(=Tx/Tl)、β(=(Tx/Tg+Tg/Tl)、δ(=Tx/(Tl-Tg)、φ(=Trg(ΔTx/Tg)0.143)和2β(=Tx×Tg/(Tl-Tx)2)判据与GFA相关性进行了统计分析。结果表明:ω与临界冷却速率(Rc),1/ω与形成非晶的最大直径(Dmax)都具有最强的线性相关性。 展开更多

关键词 块体金属玻璃 临界冷却速率 玻璃形成能力 判据

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金属玻璃变形局域化和均匀流动的机理分析

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作者 李继承 陈小伟 黄风雷 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期67-71,共5页

考虑自由体积、热和静水应力等因素对材料变形和破坏的影响,推导了块体金属玻璃(BMG)的三维热力耦合本构模型;此外,引入了临界自由体积浓度的材料破坏准则。将相应本构模型和破坏准则写入LS-DYNA软件的用户自定义材料子程序(UMAT)中,开... 考虑自由体积、热和静水应力等因素对材料变形和破坏的影响,推导了块体金属玻璃(BMG)的三维热力耦合本构模型;此外,引入了临界自由体积浓度的材料破坏准则。将相应本构模型和破坏准则写入LS-DYNA软件的用户自定义材料子程序(UMAT)中,开展了BMG在不同温度和不同应变率条件下的有限元模拟研究,具体分析相关物理参量的演化特性及其所导致的材料宏观表象。分析结果表明:常温条件下,材料内部基体区域和剪切带弱区的变形和破坏特性差异显著,因此BMG常表现为高度局域化的非均匀变形特性;而在过冷液相区温度范围内,基体区域和剪切带弱区的力学行为相似,因此材料呈现均匀流动特征。 展开更多

关键词 爆炸力学 块体金属玻璃 变形特性 本构模型 有限元模拟

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增材制造金属玻璃的研究进展 被引量：4

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作者 李翠芹 黄正华 +3 位作者 徐春杰 张忠明 刘建业 胡高峰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期163-167,共5页

金属玻璃(即非晶合金)具有较高的强度、硬度和耐磨性,优异的耐腐蚀性能等,目前已被广泛应用于制备棒球杆、传感器、电磁铁芯、变压器等。增材制造(即3D打印)技术集节约材料、可个性化定制复杂几何件优点于一身,现被广泛研究和应用。目... 金属玻璃(即非晶合金)具有较高的强度、硬度和耐磨性,优异的耐腐蚀性能等,目前已被广泛应用于制备棒球杆、传感器、电磁铁芯、变压器等。增材制造(即3D打印)技术集节约材料、可个性化定制复杂几何件优点于一身,现被广泛研究和应用。目前已掀起了3D打印金属玻璃的研究热潮。本文主要综述了3D打印金属玻璃的研究进展,在此基础上探讨了其存在的问题以及解决办法。采用优化的工艺参数和扫描策略可部分避免这些问题,对热影响区的温度分布与工艺参数之间的关系模拟研究是解决3D打印成形致密块体金属玻璃问题的关键。 展开更多

关键词 非晶合金 增材制造 块体金属玻璃

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块体镁基非晶合金及其复合材料研究的新进展 被引量：2

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作者 孙颖迪 李子全 +1 位作者 沈平 邵斌 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期75-79,共5页

介绍了块体镁基非晶合金及其复合材料的最新研究进展,并简要分析和总结了镁基非晶合金在成分选择和玻璃形成能力(GFA)判据上的新成果,最后针对镁基非晶合金本身存在的问题提出了今后的研究方向建议。

关键词 镁基非晶合金 复合材料 玻璃形成能力判据 块体金属玻璃

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