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Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金蠕变机理研究
1
作者
段亚娟
徐宗睿
+2 位作者
郝奇
H.Kato
乔吉超
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2913-2923,共11页
Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金作为研究载体,通过蠕变循环加载及循环加载-回复实验,着重考察了蠕变变形、准稳态蠕变速率、蠕变应力指数和弛豫时间分布谱演变规律,系统探索了温度、循环加载及回复时间对其蠕变行为的...
Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金作为研究载体,通过蠕变循环加载及循环加载-回复实验,着重考察了蠕变变形、准稳态蠕变速率、蠕变应力指数和弛豫时间分布谱演变规律,系统探索了温度、循环加载及回复时间对其蠕变行为的影响.研究结果表明,该合金的蠕变行为明显依赖于温度和应力,低温及低应力环境下合金表现出较好的抗蠕变性能,主要以弹性变形为主.随着温度增加,合金抗蠕变能力减弱,黏弹性(黏塑性)变形成为主导.循环应力在低温下对蠕变变形影响较小,而在高温下其影响显著,表明循环载荷能加剧蠕变行为,导致准稳态蠕变速率上升.回复时间对合金的瞬时弹性变形和滞弹性变形有显著影响,但对黏塑性变形的调节作用有限.卸载后合金变形能力逐渐增强,蠕变抑制得到缓解.此外,变形单元弛豫时间的广泛分布和对循环应力的敏感反应,揭示了蠕变机制的复杂性和多时间尺度的结构演化.本研究通过系统的实验和分析,深化了对高熵非晶合金蠕变行为及其调控机制的理解.为高性能高熵非晶合金的设计和应用提供了重要的理论依据和实践指导,对未来开发更具抗蠕变能力的先进材料具有一定意义.
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关键词
高熵非晶合金
蠕变
滞弹性变形
动力学
微观结构非均匀性
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职称材料
非晶合金中弹性模量特征及结构状态演化分析
2
作者
郝奇
杨东升
+2 位作者
Eloi Pineda
Vitaly A.Khonik
乔吉超
《力学学报》
北大核心
2025年第4期948-957,共10页
非晶态固体物理老化对于理解其玻璃转变.力学变形和晶化行为至关重要,核心在于如何构建老化模型以帮助理解弛豫机制和预测材料力学.物理性能的演化.通过对Zr_(46)Cu_(46)Al_(8)非晶合金室温到过冷液相区剪切模量测试和动态力学参量测试...
非晶态固体物理老化对于理解其玻璃转变.力学变形和晶化行为至关重要,核心在于如何构建老化模型以帮助理解弛豫机制和预测材料力学.物理性能的演化.通过对Zr_(46)Cu_(46)Al_(8)非晶合金室温到过冷液相区剪切模量测试和动态力学参量测试,探究了非晶合金升温过程中的结构状态演化.假设剪切模量变化量正比于缺陷浓度变化,进而计算获得缺陷浓度随温度演化.当前工作考虑物理老化过程中缺陷浓度向平衡态演化服从一阶动力学,并假设特征时间的Arrhenius温度依赖性,半定量计算了非晶合金缺陷浓度的温度依赖性.研究结果表明,等构型状态下晶态及非晶态合金剪切模量均随温度近似线性减小.铸态非晶合金剪切模量随温度演化表现为3个典型区域:深玻璃态等构型条件下剪切模量近似线性降低,中间温度区域老化导致剪切模量相对升高和玻璃转变温度之上剪切模量急剧减小.剪切模量弛豫与缺陷浓度演化密切相关,当前基于一阶动力学所构建老化模型计算所得缺陷浓度演化与基于剪切模量数据所得缺陷演化数据吻合.此外基于动态力学参量的温度依赖性分析,分析了老化对复模量演化的影响,指出当前体系中的过剩尾行为源于老化导致的模量变化和α弛豫谱特征变化,而非一般意义上的次级弛豫行为.
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关键词
非晶合金
弹性模量
缺陷
老化
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职称材料
La基非晶合金的动力学弛豫调控机制研究
3
作者
徐宗睿
马熙阳
+1 位作者
E.Pineda
乔吉超
《力学学报》
2025年第8期1929-1943,共15页
作为典型长程无序亚稳态材料,非晶合金的动力学弛豫行为受时间、温度及加载历史等因素显著影响.然而,由于其具备独特非平衡时空演化特征并在外场激励下呈现多级弛豫行为,其宏观变形响应与微观结构演化之间的物理图像不甚清晰,相关动力...
作为典型长程无序亚稳态材料,非晶合金的动力学弛豫行为受时间、温度及加载历史等因素显著影响.然而,由于其具备独特非平衡时空演化特征并在外场激励下呈现多级弛豫行为,其宏观变形响应与微观结构演化之间的物理图像不甚清晰,相关动力学调控机制仍有待深入探究.文章选取具有显著β弛豫特征的La60Ni15Al25非晶合金作为模型体系,在广泛温度区间内开展了不同初始能量状态样品的应力松弛实验.结合特征弛豫时间、扩展指数、名义激活能与名义激活体积等动力学弛豫参数演化信息,揭示了温度与物理老化在非晶合金动力学弛豫行为调控中的本质区别及协同作用.研究表明,应力松弛行为在较低温度区间内由β弛豫主导.此时体系势能景观分布各异,动力学非均匀性增强,弛豫行为呈现更广泛特征弛豫时间分布并表现出较强非指数性.而在较高温度区间内,α弛豫逐渐占据主导地位.原子团簇在热激活效应作用下运动速率加快,体系激活能垒显著降低,弛豫时间缩短并呈现更集中分布,导致宏观弛豫行为更遵循指数型衰减特征.基于不同退火状态样品的进一步研究表明,物理老化通过结构致密化和势能谷重构强化了体系动力学非均匀性,而温度升高则通过热激活机制促进了弛豫过程的均匀化与协同性,两者共同塑造了非晶合金在不同能量状态下的动力学弛豫特性.本研究深化了对非晶固体多尺度动力学弛豫行为的理解,同时为高性能非晶材料的热稳定性优化提供了重要参考.
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关键词
非晶合金
应力松弛
物理老化
动力学非均匀性
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职称材料
题名
Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金蠕变机理研究
1
作者
段亚娟
徐宗睿
郝奇
H.Kato
乔吉超
机构
西北
工
业
大学
力学与土木建筑学院
加泰罗尼亚理工大学能源技术研究所物理系
日本东北
大学
材料
研究所
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2913-2923,共11页
基金
国家自然科学基金(51971178,52271153)
陕西省杰出青年基金(2021JC-12)
中国留学基金(202006290092,202206290063,202306290147)资助项目.
文摘
Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金作为研究载体,通过蠕变循环加载及循环加载-回复实验,着重考察了蠕变变形、准稳态蠕变速率、蠕变应力指数和弛豫时间分布谱演变规律,系统探索了温度、循环加载及回复时间对其蠕变行为的影响.研究结果表明,该合金的蠕变行为明显依赖于温度和应力,低温及低应力环境下合金表现出较好的抗蠕变性能,主要以弹性变形为主.随着温度增加,合金抗蠕变能力减弱,黏弹性(黏塑性)变形成为主导.循环应力在低温下对蠕变变形影响较小,而在高温下其影响显著,表明循环载荷能加剧蠕变行为,导致准稳态蠕变速率上升.回复时间对合金的瞬时弹性变形和滞弹性变形有显著影响,但对黏塑性变形的调节作用有限.卸载后合金变形能力逐渐增强,蠕变抑制得到缓解.此外,变形单元弛豫时间的广泛分布和对循环应力的敏感反应,揭示了蠕变机制的复杂性和多时间尺度的结构演化.本研究通过系统的实验和分析,深化了对高熵非晶合金蠕变行为及其调控机制的理解.为高性能高熵非晶合金的设计和应用提供了重要的理论依据和实践指导,对未来开发更具抗蠕变能力的先进材料具有一定意义.
关键词
高熵非晶合金
蠕变
滞弹性变形
动力学
微观结构非均匀性
Keywords
high-entropy metallic glasses
creep
inelastic deformation
dynamics
micro-structural heterogeneity
分类号
O344.4 [理学—固体力学]
在线阅读
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职称材料
题名
非晶合金中弹性模量特征及结构状态演化分析
2
作者
郝奇
杨东升
Eloi Pineda
Vitaly A.Khonik
乔吉超
机构
西北
工
业
大学
力学与土木建筑学院
加泰罗尼亚理工大学能源技术研究所物理系
沃罗涅日国立师范
大学
物理
系
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第4期948-957,共10页
基金
国家自然科学基金(52271153和12472069)
陕西省杰出青年基金(2021JC-12)
+1 种基金
中国留学基金(202306290147)
西北工业大学博士创新基金(CX2023054)资助项目.
文摘
非晶态固体物理老化对于理解其玻璃转变.力学变形和晶化行为至关重要,核心在于如何构建老化模型以帮助理解弛豫机制和预测材料力学.物理性能的演化.通过对Zr_(46)Cu_(46)Al_(8)非晶合金室温到过冷液相区剪切模量测试和动态力学参量测试,探究了非晶合金升温过程中的结构状态演化.假设剪切模量变化量正比于缺陷浓度变化,进而计算获得缺陷浓度随温度演化.当前工作考虑物理老化过程中缺陷浓度向平衡态演化服从一阶动力学,并假设特征时间的Arrhenius温度依赖性,半定量计算了非晶合金缺陷浓度的温度依赖性.研究结果表明,等构型状态下晶态及非晶态合金剪切模量均随温度近似线性减小.铸态非晶合金剪切模量随温度演化表现为3个典型区域:深玻璃态等构型条件下剪切模量近似线性降低,中间温度区域老化导致剪切模量相对升高和玻璃转变温度之上剪切模量急剧减小.剪切模量弛豫与缺陷浓度演化密切相关,当前基于一阶动力学所构建老化模型计算所得缺陷浓度演化与基于剪切模量数据所得缺陷演化数据吻合.此外基于动态力学参量的温度依赖性分析,分析了老化对复模量演化的影响,指出当前体系中的过剩尾行为源于老化导致的模量变化和α弛豫谱特征变化,而非一般意义上的次级弛豫行为.
关键词
非晶合金
弹性模量
缺陷
老化
Keywords
amorphous alloy
elastic modulus
defects
physical aging
分类号
O344.5 [理学—固体力学]
在线阅读
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职称材料
题名
La基非晶合金的动力学弛豫调控机制研究
3
作者
徐宗睿
马熙阳
E.Pineda
乔吉超
机构
西北
工
业
大学
力学与土木建筑学院
出处
《力学学报》
2025年第8期1929-1943,共15页
基金
国家自然科学基金(52271153,12472069)
国家留学基金(202206290063)资助项目。
文摘
作为典型长程无序亚稳态材料,非晶合金的动力学弛豫行为受时间、温度及加载历史等因素显著影响.然而,由于其具备独特非平衡时空演化特征并在外场激励下呈现多级弛豫行为,其宏观变形响应与微观结构演化之间的物理图像不甚清晰,相关动力学调控机制仍有待深入探究.文章选取具有显著β弛豫特征的La60Ni15Al25非晶合金作为模型体系,在广泛温度区间内开展了不同初始能量状态样品的应力松弛实验.结合特征弛豫时间、扩展指数、名义激活能与名义激活体积等动力学弛豫参数演化信息,揭示了温度与物理老化在非晶合金动力学弛豫行为调控中的本质区别及协同作用.研究表明,应力松弛行为在较低温度区间内由β弛豫主导.此时体系势能景观分布各异,动力学非均匀性增强,弛豫行为呈现更广泛特征弛豫时间分布并表现出较强非指数性.而在较高温度区间内,α弛豫逐渐占据主导地位.原子团簇在热激活效应作用下运动速率加快,体系激活能垒显著降低,弛豫时间缩短并呈现更集中分布,导致宏观弛豫行为更遵循指数型衰减特征.基于不同退火状态样品的进一步研究表明,物理老化通过结构致密化和势能谷重构强化了体系动力学非均匀性,而温度升高则通过热激活机制促进了弛豫过程的均匀化与协同性,两者共同塑造了非晶合金在不同能量状态下的动力学弛豫特性.本研究深化了对非晶固体多尺度动力学弛豫行为的理解,同时为高性能非晶材料的热稳定性优化提供了重要参考.
关键词
非晶合金
应力松弛
物理老化
动力学非均匀性
Keywords
amorphous alloy
stress relaxation
physical aging
dynamic heterogeneity
分类号
O344 [理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金蠕变机理研究
段亚娟
徐宗睿
郝奇
H.Kato
乔吉超
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
非晶合金中弹性模量特征及结构状态演化分析
郝奇
杨东升
Eloi Pineda
Vitaly A.Khonik
乔吉超
《力学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
La基非晶合金的动力学弛豫调控机制研究
徐宗睿
马熙阳
E.Pineda
乔吉超
《力学学报》
2025
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职称材料
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