压痕塑性变形诱导非晶合金的晶化

闫志杰; 李金富; 周尧和; 仵彦卿

doi:10.7498/aps.56.999

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压痕塑性变形诱导非晶合金的晶化

闫志杰 , 李金富 , 周尧和 , 仵彦卿

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凝聚物质：结构、热学和力学性质

压痕塑性变形诱导非晶合金的晶化

闫志杰, 李金富, 周尧和, 仵彦卿

物理学报, 2007, 56(2): 999-1003.

doi: 10.7498/aps.56.999

Indentation-induced crystallization in a metallic glass

Yan Zhi-Jie, Li Jin-Fu, Zhou Yao-He, Wu Yan-Qing

Acta Phys. Sin., 2007, 56(2): 999-1003.

doi: 10.7498/aps.56.999

摘要
利用透射电镜研究了Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5非晶合金的Vickers压痕内微观结构的变化. 结果发现，压痕塑性变形诱导非晶合金发生了晶化，在压头棱角下面的区域内有尺寸大于1 μm的晶体析出. 选区电子衍射分析表明，该析出相是稳定的CuZr2或NiZr2四方晶体，而没有析出该非晶合金在加热过程中的初生相二十面体准晶相,说明非晶合金的机械稳定性与热稳定性是有区别的. 打压痕过程中的温度升高是可以忽略的，本工作进一步证实了塑性变形诱导非晶合金晶化的主要动力是粘性流动而非局部热效应.

关键词:
非晶合金 /

塑性变形 /

粘性流动 /

局部热效应
Abstract
The microstructure change in the Vickers indent of the Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5 metallic glass at room temperature is investigated by transmission electron microscopy. It is found that the indentation-induced crystallization occurs namely underneath the indenter edges, where viscous flow is involved and crystals with the size larger than 1 μm appeav. The selected area electron diffraction shows that the crystalline phases are stable tetragonal CuZr2 or NiZr2, but not the icosahedral one that grows as metastable phase on heating. The local temperature rise during indentation can be ignored, which further suggests that the mechanically induced crystallization in a metallic glass is attributed to the viscous flow rather than the local heating effect.

Keywords:
amorphous alloys /

plastic deformation /

viscous flow /

local heating effect
作者及机构信息
闫志杰³,

李金富²,

周尧和²,

仵彦卿¹

(1)上海交通大学环境科学与工程学院，上海 200030; (2)上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，材料学院，上海 200030; (3)上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，材料学院，上海 200030；太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：50471016)，中国博士后科学基金，山西省青年科学基金(批准号：20051032)，山西省青年学术带头人基金和太原科技大学博士基金资助的课题.
Authors and contacts
Yan Zhi-Jie³,

Li Jin-Fu²,

Zhou Yao-He²,

Wu Yan-Qing¹

(1)上海交通大学环境科学与工程学院，上海 200030; (2)上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，材料学院，上海 200030; (3)上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，材料学院，上海 200030；太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024
参考文献

施引文献

[1]	孟绍怡, 郝奇, 吕国建, 乔吉超. La基非晶合金β弛豫行为：退火和加载应变的影响. 物理学报, 2023, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.72.20222389
[2]	周边, 杨亮. 分子动力学模拟冷却速率对非晶合金结构与变形行为的影响. 物理学报, 2020, 69(11): 116101. doi: 10.7498/aps.69.20191781
[3]	宋旭, 陆勇俊, 石明亮, 赵翔, 王峰会. 集流体塑性变形对锂离子电池双层电极中锂扩散和应力的影响. 物理学报, 2018, 67(14): 140201. doi: 10.7498/aps.67.20180148
[4]	孙星, 默广, 赵林志, 戴兰宏, 吴忠华, 蒋敏强. 小角X射线散射表征非晶合金纳米尺度结构非均匀. 物理学报, 2017, 66(17): 176109. doi: 10.7498/aps.66.176109
[5]	陈娜, 张盈祺, 姚可夫. 源于非晶合金的透明磁性半导体. 物理学报, 2017, 66(17): 176113. doi: 10.7498/aps.66.176113
[6]	管鹏飞, 王兵, 吴义成, 张珊, 尚宝双, 胡远超, 苏锐, 刘琪. 不均匀性：非晶合金的灵魂. 物理学报, 2017, 66(17): 176112. doi: 10.7498/aps.66.176112
[7]	冯涛, Horst Hahn, Herbert Gleiter. 纳米结构非晶合金材料研究进展. 物理学报, 2017, 66(17): 176110. doi: 10.7498/aps.66.176110
[8]	柯海波, 蒲朕, 张培, 张鹏国, 徐宏扬, 黄火根, 刘天伟, 王英敏. 铀基非晶合金的发展现状. 物理学报, 2017, 66(17): 176104. doi: 10.7498/aps.66.176104
[9]	平志海, 钟鸣, 龙志林. 基于逾渗理论的非晶合金屈服行为研究. 物理学报, 2017, 66(18): 186101. doi: 10.7498/aps.66.186101
[10]	柳延辉. 非晶合金的高通量制备与表征. 物理学报, 2017, 66(17): 176106. doi: 10.7498/aps.66.176106
[11]	王峥, 汪卫华. 非晶合金中的流变单元. 物理学报, 2017, 66(17): 176103. doi: 10.7498/aps.66.176103
[12]	霍军涛, 盛威, 王军强. 非晶合金的磁热效应及磁蓄冷性能. 物理学报, 2017, 66(17): 176409. doi: 10.7498/aps.66.176409
[13]	卞西磊, 王刚. 非晶合金的离子辐照效应. 物理学报, 2017, 66(17): 178101. doi: 10.7498/aps.66.178101
[14]	杨剑群, 马国亮, 李兴冀, 刘超铭, 刘海. 温度和应变速率耦合作用下纳米晶Ni压缩行为研究. 物理学报, 2015, 64(13): 137103. doi: 10.7498/aps.64.137103
[15]	徐爽, 郭雅芳. 纳米铜薄膜塑性变形中空位型缺陷形核与演化的分子动力学研究. 物理学报, 2013, 62(19): 196201. doi: 10.7498/aps.62.196201
[16]	胡勇, 闫红红, 林涛, 李金富, 周尧和. 退火态Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金在轧制过程中的自由体积演化. 物理学报, 2012, 61(8): 087102. doi: 10.7498/aps.61.087102
[17]	马文, 祝文军, 陈开果, 经福谦. 晶界对纳米多晶铝中冲击波阵面结构影响的分子动力学研究. 物理学报, 2011, 60(1): 016107. doi: 10.7498/aps.60.016107
[18]	陈贤淼, 宋申华. 高温塑性变形引起的P非平衡晶界偏聚. 物理学报, 2009, 58(13): 183-S188. doi: 10.7498/aps.58.183
[19]	王海龙, 王秀喜, 王宇, 梁海弋. 非晶Ti3Al合金的变形晶化机理的原子模拟. 物理学报, 2007, 56(3): 1489-1493. doi: 10.7498/aps.56.1489
[20]	史慧刚, 付军丽, 薛德胜. 非晶Fe89.7P10.3合金纳米线阵列的磁性研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3862-3866. doi: 10.7498/aps.54.3862

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物理学报. 2007, 56(2): 999-1003.

doi: 10.7498/aps.56.999.

压痕塑性变形诱导非晶合金的晶化

1. (1)上海交通大学环境科学与工程学院，上海 200030; (2)上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，材料学院，上海 200030; (3)上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，材料学院，上海 200030；太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：50471016)，中国博士后科学基金，山西省青年科学基金(批准号：20051032)，山西省青年学术带头人基金和太原科技大学博士基金资助的课题.

收稿日期: 2006-05-17
修回日期: 2006-07-24
刊出日期: 2007-01-05

摘要: 利用透射电镜研究了Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5非晶合金的Vickers压痕内微观结构的变化. 结果发现，压痕塑性变形诱导非晶合金发生了晶化，在压头棱角下面的区域内有尺寸大于1 μm的晶体析出. 选区电子衍射分析表明，该析出相是稳定的CuZr2或NiZr2四方晶体，而没有析出该非晶合金在加热过程中的初生相二十面体准晶相,说明非晶合金的机械稳定性与热稳定性是有区别的. 打压痕过程中的温度升高是可以忽略的，本工作进一步证实了塑性变形诱导非晶合金晶化的主要动力是粘性流动而非局部热效应.

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