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非晶合金中弹性模量特征及结构状态演化分析
1
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
铜基非晶合金热效应和剪切模量变化起源
被引量：
2
2
作者
张浪渟
Vitaly A Khonik
乔吉超
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1709-1718,共10页
剪切模量在非晶合金黏性流动、扩散及结构弛豫等行为中起着重要作用.宏观剪切弹性决定非晶合金热流变化.探索非晶合金在结构弛豫和玻璃转变过程中宏观力学性能与热流的关联有助于理解其力学行为起源.本研究基于自间隙理论对Cu49Hf42Al9...
剪切模量在非晶合金黏性流动、扩散及结构弛豫等行为中起着重要作用.宏观剪切弹性决定非晶合金热流变化.探索非晶合金在结构弛豫和玻璃转变过程中宏观力学性能与热流的关联有助于理解其力学行为起源.本研究基于自间隙理论对Cu49Hf42Al9非晶合金热流、剪切模量及黏度进行研究,建立剪切模量与热流之间的关联.通过测量剪切模量精确测定自间隙缺陷浓度演化规律.从能量角度出发,通过激活能图谱探索自间隙缺陷浓度对非晶合金热力学性能的影响.借助于动态力学分析仪研究非晶合金从室温到过冷液相区的动态弛豫行为,探索物理时效引起的结构弛豫以及内耗演化规律.研究结果表明,自间隙理论可准确描述非晶合金的弛豫动力学、剪切软化及结构弛豫诱导的力学行为.结合热流数据可以很好描述铸态和弛豫态非晶合金剪切模量随温度演化过程,激活能图谱直观表述了单位激活能可激活的自间隙缺陷浓度.自间隙缺陷在结构弛豫中湮灭,表现为玻璃体系结构向更稳定状态迁移.在玻璃化转变过程中,缺陷浓度显著升高伴随热吸收,表现为原子大规模协同运动和剪切软化.物理时效诱导非晶合金内耗和原子移动性降低.过冷液相区内原子移动性高至消除了结构弛豫影响.
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关键词
非晶合金
热流
剪切模量
结构弛豫
自间隙缺陷
微观结构非均匀性
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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
1
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]
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职称材料
题名
铜基非晶合金热效应和剪切模量变化起源
被引量：
2
2
作者
张浪渟
Vitaly A Khonik
乔吉超
机构
西北工业
大学
力学与土木建筑学院
沃罗涅日
国立
师范大学
普通
物理
系
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1709-1718,共10页
基金
国家自然科学基金(51971178)
陕西省自然科学基金(2019JM-344)
中央高校基本科研业务费专项资金(3102019ghxm007,3102017JC01003)资助项目。
文摘
剪切模量在非晶合金黏性流动、扩散及结构弛豫等行为中起着重要作用.宏观剪切弹性决定非晶合金热流变化.探索非晶合金在结构弛豫和玻璃转变过程中宏观力学性能与热流的关联有助于理解其力学行为起源.本研究基于自间隙理论对Cu49Hf42Al9非晶合金热流、剪切模量及黏度进行研究,建立剪切模量与热流之间的关联.通过测量剪切模量精确测定自间隙缺陷浓度演化规律.从能量角度出发,通过激活能图谱探索自间隙缺陷浓度对非晶合金热力学性能的影响.借助于动态力学分析仪研究非晶合金从室温到过冷液相区的动态弛豫行为,探索物理时效引起的结构弛豫以及内耗演化规律.研究结果表明,自间隙理论可准确描述非晶合金的弛豫动力学、剪切软化及结构弛豫诱导的力学行为.结合热流数据可以很好描述铸态和弛豫态非晶合金剪切模量随温度演化过程,激活能图谱直观表述了单位激活能可激活的自间隙缺陷浓度.自间隙缺陷在结构弛豫中湮灭,表现为玻璃体系结构向更稳定状态迁移.在玻璃化转变过程中,缺陷浓度显著升高伴随热吸收,表现为原子大规模协同运动和剪切软化.物理时效诱导非晶合金内耗和原子移动性降低.过冷液相区内原子移动性高至消除了结构弛豫影响.
关键词
非晶合金
热流
剪切模量
结构弛豫
自间隙缺陷
微观结构非均匀性
Keywords
amorphous alloy
heat flow
shear modulus
structural relaxation
interstitialcy defects
microstructure heterogeneity
分类号
O344.5 [理学—固体力学]
O344.4 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
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职称材料
2
铜基非晶合金热效应和剪切模量变化起源
张浪渟
Vitaly A Khonik
乔吉超
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
2
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职称材料
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