ZrCu基金属玻璃形成机制的短程结构因素研究

发布时间：2025-06-25 21:47

　　金属玻璃作为一种新的合金材料,因其优异的性能而备受关注。从微观结构角度研究它的玻璃形成机制一直是研究热点。由于金属玻璃不具有长程有序性,因此人们常用一些短程结构因素来描述它的微观结构特征,如配位数、原子对间距、团簇。在金属玻璃研究中,人们常常采用溶剂-溶质的组合,并且认为这种组合为玻璃形成提供了重要结构条件。本文在ZrCu基金属玻璃中选择溶剂-溶质区分程度不同的二元及多元体系,利用同步辐射技术并结合反蒙特卡罗（RMC）拟合方法对它们玻璃形成中的结构因素进行了详细的研究。对Zr₅₄Cu₄₆、Zr₇₀Cu₃₀金属玻璃样品进行同步辐射实验,并结合RMC拟合方法得到三维原子模型。分析发现,二者在原子对间距、配位数方面差异较小。进一步分析两个样品的团簇信息,发现二者团簇结构的主体部分均为二十面体或类二十面体团簇,并且这些团簇与其他团簇一起紧密地填充空间。这说明,尽管Zr₅₄Cu₄₆样品不具备明显的溶剂-溶质区分特征,但它同样能够满足玻璃形成所需的结构条件。这些二十面体...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属玻璃的发展简述
        1.2.1 金属玻璃的发展历程
        1.2.2 金属玻璃的应用
    1.3 金属玻璃的形成机制
        1.3.1 金属玻璃的形成过程
        1.3.2 玻璃形成中的经验规则与判据
    1.4 金属玻璃的微观结构
        1.4.1 金属玻璃微观结构的短程结构特征
        1.4.2 金属玻璃的微观结构模型
        1.4.3 金属玻璃的自由体积理论
    1.5 本文的主要研究工作安排
第二章 实验原理与方法
    2.1 实验流程
    2.2 金属玻璃样品的制备以及初步表征
        2.2.1 样品制备
        2.2.2 常规的X射线衍射分析
    2.3 同步辐射技术
        2.3.1 同步辐射光源简介
        2.3.2 同步辐射X射线衍射
        2.3.3 同步辐射X射线吸收精细结构
    2.4 反蒙特卡洛拟合与Voronoi分形技术
        2.4.1 反蒙特卡洛拟合
        2.4.2 Voronoi分形分析
第三章 ZrCu二元合金玻璃形成机制的短程结构因素研究
    3.1 引言
    3.2 实验
    3.3 结果与分析
        3.3.1 ZrCu二元金属玻璃衍射实验的结果与分析
        3.3.2 ZrCu二元金属玻璃吸收实验的结果与分析
        3.3.3 ZrCu二元金属玻璃的RMC拟合结果讨论
        3.3.4 ZrCu二元金属玻璃的原子及团簇尺度结构因素分析
        3.3.5 ZrCu二元金属玻璃形成机制与结构因素的关联性讨论
    3.4 本章小结
第四章 ZrCu基合金玻璃形成能力的短程结构因素研究
    4.1 引言
    4.2 实验
    4.3 结果与分析
        4.3.1 ZrCu基金属玻璃同步辐射实验的结果与分析
        4.3.2 ZrCu基金属玻璃的RMC拟合结果与讨论
        4.3.3 ZrCu基金属玻璃原子及团簇尺度的结构信息
        4.3.4 ZrCu基金属玻璃的原子堆积效率和规则度
        4.3.5 ZrCu基金属玻璃中的自由体积参量
    4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：4052668