金属玻璃粘度的测量

1 前言粘度是表征金属玻璃高温流变特性的一个重要的动态参量,并与金属玻璃的玻璃转变、结晶及扩散过程紧密相关。所以,测量金属玻璃的粘度对于进一步认识金属玻璃在高温下所表现出的粘弹性和粘范性行为以及金属玻璃的生成能力、玻璃转变及结晶过程、扩散过程等是非常重要的。通过粘滞性流变激活能的测量更可以进一步认识这些过     

金属玻璃的粘度及粘滞性流变激活能

用蠕变法测量了PdCu_6Si_(16.5),PdNi_6Si_(16.5)和CuZr_(43)三种金属玻璃在玻璃转变温度附近的粘度-温度依赖关系。在Newtonian粘度范围内,三种玻璃的粘度-温度依赖关系均可用Fulcher-Vogel方程进行描述。方程中的常数由实验曲线所确定,并由此计算出这些玻璃的粘滞性流变的表观激活能。同时用差热分析测定了金属玻璃PdNi_6Si_(16.5)和CuZr_(43)的热转变激活能。结果发现,PdNi_6Si_(16.5)合金的粘滞性流变激活能同热转变激活能的差别很小,而CuZr_(43)合金的差别则比较大。     

VISCOSITY OF METALLIC GLASSES PdCu_6Si_(16.5), PdNi_6Si_(16.5) AND CuZr_(43) AND THEIR ACTIVATION ENERGIES OF VISCOUS FLOW

用蠕变法测量了PdCu_6Si_(16.5),PdNi_6Si_(16.5)和CuZr_(43)三种金属玻璃在玻璃转变温度附近的粘度-温度依赖关系。在Newtonian粘度范围内,三种玻璃的粘度-温度依赖关系均可用Fulcher-Vogel方程进行描述。方程中的常数由实验曲线所确定,并由此计算出这些玻璃的粘滞性流变的表观激活能。同时用差热分析测定了金属玻璃PdNi_6Si_(16.5)和CuZr_(43)的热转变激活能。结果发现,PdNi_6Si_(16.5)合金的粘滞性流变激活能同热转变激活能的差别很小,而CuZr_(43)合金的差别则比较大。     

某些Pd-Si基金属玻璃在升温过程中的粘滞流变行为

用拉伸法研究了六种Pd-Si基金属玻璃在等速升温过程中的均匀粘滞流变行为,并计算了快速流变区的动态粘度及粘滞性流变激活能。结果发现,加入第三组元Cu,Ag和Ni的Pd-Si金属玻璃在T_g以上30—35℃出现最大流变速率,并显示出较低的粘度值;处于共晶成分的Pd_(82)Si_(18)在相近的温度水平(T_g点以上10—20℃),其动态粘度明显低于另外两种二元金属玻璃。用粘滞流变的自由体积模型和熵模型对结果进行了解释,并认为粘滞流变行为与金属玻璃的稳定性及短程有序化程度有关。     

VISCOUS FLOW BEHAVIOUR OF Pd-Si BASE METALLIC GLASSES UNDER HEAT

用拉伸法研究了六种Pd-Si基金属玻璃在等速升温过程中的均匀粘滞流变行为,并计算了快速流变区的动态粘度及粘滞性流变激活能。结果发现,加入第三组元Cu,Ag和Ni的Pd-Si金属玻璃在T_g以上30—35℃出现最大流变速率,并显示出较低的粘度值;处于共晶成分的Pd_(82)Si_(18)在相近的温度水平(T_g点以上10—20℃),其动态粘度明显低于另外两种二元金属玻璃。用粘滞流变的自由体积模型和熵模型对结果进行了解释,并认为粘滞流变行为与金属玻璃的稳定性及短程有序化程度有关。     

过渡族金属一半金属系金属玻璃的Tg(或Tc)与组元平均外层电子密度的关系

用超高速从液态率火下来所得到的金属玻璃体是亚稳定的.在随后的加热过程中会出现玻璃转变和结晶转变,并且玻璃转变温度Tg和结晶温度Tc可以作为金属玻璃稳定性的标度.影响金属玻璃的玻璃转变度温度和结晶温度的因素很多,其中合金元素的影响是最重要的.本工作在Naka和Davies等人工作的基础上,进一步究研了以Fe、Ni、Co、Pd     

镁基大块非晶合金在过冷液相区流变行为本构关系

研究了Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变行为.结果表明:随着温度升高和应变速率增加,平衡态的牛顿流转变为非平衡态的非牛顿流;其流变行为对于温度和应变速率非常敏感.由粘度与应变速率的关系,根据Arrhenius型VFT方程,确定了流动应力、应变速率和温度的关系.Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变性能依赖于温度与变形速率,其微观机制可由自由体积模型解释,为大块非晶合金流变成形工艺的实现提供理论依据:温度高于玻璃转变温度以后,自由体积的增加使非晶合金变形过程中能够移动的原子数目随之增加,自由体积周围的原子沿外力的作用方向移动,即宏观上的塑性流变行为.应变速率增加,由热激活引起的自由体积增加不能满足更多原子流变所需的空间体积,导致牛顿流向非牛顿流转变.     

块体非晶合金绝热升温与锯齿流变机制

对Zr41．2Ti13．8Ni10Cu12．5Be22．5块体非晶合金压缩条件下的力学行为进行了研究,利用应变能理论,以面积比(As／A)为参量,计算出了流变过程中剪切带形成时变形区域的温度,变化规律结果表明：随着变形的增大,弹性应变能增加,形成剪切带时的温度逐渐升高,当剪切带面积比As／A值小于1／4时,升高的温度将达到或超过玻璃转变温度,导致变形区域粘度降低,从而促进剪切带继续扩展并导致最终断裂．此局部温度变化规律揭示了块体非晶合金锯齿流变直至断裂的机制．     

半固态金属流变仪的研制

根据同轴圆筒旋转法粘度测量原理自行研制了1台半固态金属流变仪，并通过测量甘油的粘度来检验流变仪的测量精度。在3个不同温度下测得的甘油绝对粘度值与标准值接近。用该台流变仪研究半固态A356铝合金的流变特性表明：半固态浆料稳态表观粘度随着剪切速率的增大而下降，且浆料温度越低，伪塑性越明显；当固相率小于10％时，在高剪切速率下浆料呈现出牛顿流体的特征；在连续冷却条件下，半固态浆料的表观粘度随着温度的降低而先缓慢后迅速增大，冷却速度显著影响半固态合金的表观粘度。     

非晶态合金在膨胀拉伸中的独特现象

作者根据非晶合金成形特点设计一套"膨胀一拉伸装置",用它测量了以Pd、Fe、Ni和Cu为基的八种非晶态合金的热膨胀和玻璃转变温度.晶态合金的线膨胀随温度单调上升,而非晶态合金的热膨胀曲线被理想玻璃转变温度T_1和开始玻璃转变温度_2分为三段.在T_1温度以下热膨胀曲线与晶态完全相似,由此可以推断,非晶态合金的热膨胀也是由于原子的非简谐振动所致.非晶合金的线膨胀系     

Cu_(0.60)Ti_(0.40)金属玻璃的电学性能和结晶

用X射线衍射,示差扫描量热和电阻测量技术研究了Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的电学性质和结晶.发现Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃有负的电阻温度系数,随着结晶过程的进行,电阻温度系数变为正值并逐渐增大.Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的结晶过程有两个阶段并基本上符合J-M-A方程.用不同方法计算了它的结晶活化能,所得数值彼此接近.指出还存在较大的潜力来提高Cu-Ti系金属玻璃的稳定性.     

ELECTRICAL PROPERTIES AND CRYSTALLIZATION OF Cu_(0.60)Ti_(0.40)METALLIC GLASS

用X射线衍射,示差扫描量热和电阻测量技术研究了Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的电学性质和结晶.发现Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃有负的电阻温度系数,随着结晶过程的进行,电阻温度系数变为正值并逐渐增大.Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的结晶过程有两个阶段并基本上符合J-M-A方程.用不同方法计算了它的结晶活化能,所得数值彼此接近.指出还存在较大的潜力来提高Cu-Ti系金属玻璃的稳定性.     

非晶态合金CuZr低温结构弛豫

用急冷方法得到的非晶态合金,当处于淬火态时,具有高度的无序结构.它不仅相对于结晶相、而且相对于较其稳定的玻璃态,也是亚稳态.在研究金属玻璃热稳定性和晶化行为过程中,对淬火态的金属玻璃,在远低于玻璃转变温度(Tg)的条件下加热退火,材料将会发生明显的低温结构弛豫,使其趋向于自由能更低的较稳定的玻璃态,并伴随有居里温度、磁各向异性、电阻、比热和硬度等的改变.目前,关于金属玻璃的结构弛     

体温致壳聚糖智能水凝胶

将壳聚糖分别溶于盐酸和乙酸水溶液,与不同比例的甘油磷酸酯二钠盐(GPDS)复配,并通过旋转粘度计测量匀速升温条件下复配溶液粘度的变化确定其凝胶化转变温度和时间;差示扫描量热法测定体温致壳聚糖凝胶化转变的温度和热量.结果表明:此系列复配溶液的粘度随温度升高均增加,并出现粘度曲线向上的拐点,对应的温度即其凝胶化转变温度,凝胶化转变温度随GPDS用量增加而降低.其中:溶于100 mL乙酸水溶液的复配溶液,升温速率为0.8℃/min,当壳聚糖与GPDS质量比为2.7 g:6.0 g时,凝胶化转变温度为42℃,达到凝胶化转变温度的时间约25 min;溶于100 mL,盐酸水溶液的复配溶液,升温速率为0.5℃/min,当壳聚糖与GPDS质量比为2.0 g:6.0 g时,凝胶化转变温度接近体温37℃,达到凝胶化转变温度的时间约24 min.差示扫描量热法未观察到此体温致壳聚糖凝胶化转变的热量.     

基于热加工图的钼金属热变形特征研究

通过热压缩试验研究钼金属在应变速率为0.01～10 s-1,变形温度为900～1450 ℃条件下的热变形性能,建立了基于流变应力的钼金属热变形的本构方程.综合考虑应变速率和变形温度对材料微观结构及性能的影响,根据动态材料模型(DMM)建立了钼金属的热加工图,并利用加工图确定了热变形时的流变失稳区,分析了不同区域钼金属的高温变形特征.     

YIELD STRENGTH OF METALS AND ALLOYS

本文讨论了有关金属及合金屈服强度的若干问题,包括: 1.滑移和位错; 2.位错的增殖; 3.范性流变速率方程; 4.派尔斯(Peierls)应力; 5.温度对屈服强度的影响; 6.溶质原子的影响。     

金属及合金的屈服强度

本文讨论了有关金属及合金屈服强度的若干问题,包括: 1.滑移和位错; 2.位错的增殖; 3.范性流变速率方程; 4.派尔斯(Peierls)应力; 5.温度对屈服强度的影响; 6.溶质原子的影响。     

Mg-Cu-Y块体金属玻璃的塑性变形特性

通过对Mg-Cu-Y块体金属玻璃在深过冷液体区间塑性变形特性的研究，探讨了影响其塑性变形的因素及其影响规律。结果表明，加载温度和时间均对其塑性变形有明显的影响，在深过冷液体区间，要达到合适的变形量，加载温度和时间必须适中；Mg-Cu-Y块体金属玻璃在压缩条件下能够发生流变，较好地复制模具表面的显微形貌。同时，在加载条件下，Mg-Cu-Y块体金属玻璃更容易发生晶化。     

Zr40Ti14Ni10Cu12Be24大块金属玻璃的变形机理

在研制出大块金属玻璃之前,非晶金属样品的力学测试仅适用于板、带状材料,因此力学性能的测试仅限于拉伸和弯曲试验。这是由于金属玻璃经受不住拉伸中的塑性变形,再者人们对其流变性能的了解很有限。通过对大块金属玻璃的研制,可进行压缩、扭转、断裂韧性及疲劳试验,从而扩大了力学测试的范围。 在高压及低温下金属玻璃的流变极不均匀,变形主要集中在靠近最大剪切力平面上,并与剪切带中韧度的局部变化有关。关于这种情况有2个假设,第一个是剪切带中的韧度降低是由于变形中自由体积的生成,降低了玻璃的密度。第二个是局部绝热产生热量超出了…     

Pd-Si基非晶金属的拉伸膨胀及转变过程的体积效应

非晶态金属在升温过程中体积膨胀、过剩自由体积减少及重新分配同时发生,在比较高的温度还出现玻璃转变和结晶过程,致使长度较一般金属材料发生更复杂的变化。非晶态金属的膨胀特点很像氧化物玻璃。为了进一步认识其膨胀规律,本文用拉伸法测量了6种Pd-Si基金属玻璃的膨胀过程。非晶态合金条带在离心铜转鼓上获得,宽0.5mm左右,厚0.03mm左右。被测样品采取淬火态(经室温长期稳定化)和退火态(以10℃/min的速度升温至玻璃转变温度之后冷却到室温)。因为非晶条带很薄,热膨胀需用拉伸法测量,装置如文献[5]中描述。样品的有效长度为30mm。用温度程序控制器控温,全部实验采用升温速率为10℃/min,流动氩气保护。拉伸负