ｘxxｘx大学非晶合金强度理论姓名：ｘxｘ学号:ｘx学院:材料科学与技术学院专业：ｘｘ题目:非晶合金强度理论2016年５月xｘ非晶合金得强度理论摘要:非晶合金得力学性能就是目前非晶材料领域最受关注得性能,因为非晶合金尤其就是块体非晶合金具有独特得力学性能如超高强度与断裂韧性、高硬度、低弹性模量、独特得形变与断裂行为等。块体非晶合金就是迄今为止发现得最强、最硬、最软与最韧得金属结构材料.本文主要介绍非晶合金得强度、塑性（脆性)等非晶合金最显著、最有特点得力学性能及相关得研究进展.1、非晶合金得强度与硬度提高材料得强度就是材料领域永恒得课题，因为人们对高强度材料得追求就是无止境得。另一方面，强度得物理机制一直就是重要而基础得物理问题。对强度物理本质得理解也就是认知凝聚态物质本质得关键性钥匙.ＪＦrenkel［1］首先从理论上给出强度得物理机制，并估算出理想晶体得强度。她假设晶体得原子被囚禁在周期势井φ（γ)=φ0ｓｉn2（πγ/４γ0）中,固体断裂对应于使这些原子克服势垒(即所有键断开）所需要得最小得力τc:τc=φ0(γ）｜γ=γc。这样得到晶体固体得理想强度(或极限强度），τc＝2Gγc/π≈G/１0.她得工作不仅首次给出晶体固体强度得物理本质得图像,最终还导致位错等缺陷概念得提出与发现，意义重大。对非晶固体强度与高弹性极限得物理本质得认识,我们并不清楚非晶甚至最简单得以原子为组成单元得非晶合金得高强度得本质。[2］大块非晶合金为研究非晶物质强度与形变提供了理想体系.实验发现非晶合金得强度与模量具有线性关联［１2]:τc/G≈0、0３６＜＜1/10(τc就是切变强度），可以瞧出其强度仍然远小于理想强度。实验还发现非晶合金得强度取决于其弹性模量以及冻结在非晶合金中得构型(conｆiguｒation）。最近提出得流变单元得概念可以解释非晶合金强度得结构原因:非晶强度主要取决于其键合强度（用模量表征）与类液体得流变单元（类似缺陷）得软化作用,可近似表示成：τｃ=2γcGideal/(1+α)（1)这里Gidｅal就是理想非晶得切变模量,α就是与流变单元得含量有关得参量。高强度就是非晶合金最显著与独特得力学特征之一。非晶合金由于没有晶体中得位错、晶界等缺陷，因而具有很高得强度与硬度。其强度接近于理论值,几乎每个合金系都达到了同合金系晶态材料强度得数倍。如钴基块体非晶合金得断裂强度可达到6、0ＧPａ[3]，创造了现今金属材料强度得最高纪录;其它非晶合金如Fｅ基非晶合金断裂强度可达３、６ＧPa,就是一般结构钢得数倍；锆基非晶合金约2、0ＧPa,镁基约1、0ＧＰａ，都高于相应得传统得晶态合金［4］.另外，非晶合金得弹性极限就是一般晶体合金几倍到几十倍，可以达到2%。高弹性使得非晶合金成为一种储存弹性能极佳得材料.所以块体非晶合金得第一个应用就就是体育用品。用Zr基非晶合金制作得高尔夫球杆上得击球头，它可以将接近99％得能量传递到球上,其击球距离明显高于其它材料制作得球杆。利用块体非晶合金高弹性得特点还可以制作复合装甲夹层,它可以延长子弹与装甲之间得作用时间,从而减缓冲击与破坏。非晶合金复合有可能成为第三代穿甲材料.研究发现非晶合金得强度具有尺寸效应,接近纳米尺度得非晶合金丝具有比其同成分块体非晶合金具有更高得强度与弹性极限［５］,比如CｕZr基非晶合金在亚微米尺度得强度可以从１、5GPa提高到约2、5GPａ，弹性极限从∼2％提高到∼2、５%;到纳米尺度，其强度提高到约3、5GPa，弹性极限提高到∼4%，甚至更高。这可能就是因为对小尺寸非晶合金,其“缺陷”或者流变单元少，即上式中α值小得缘故。但就是,非晶合金也不一定都具有超高强。最近物理所合成出一系列超低强度得非晶合金。这类非晶合金得强度接近聚合物塑料，又被称作金属塑料［６].这类同时具有塑料与金属得优点得材料，在很多领域都具有潜在得应用与研究价值.比如可使很多复杂工件得加工制造更加容易与便宜,在汽车、军工、航空等领域有潜在应用价值；它就是优良得可进行纳米、微米加工与复写得材料。在基础研究方面,它为深入认识非晶合金得成型规律以及过冷液体特性提供了理想得模型材料。从本文前面介绍得模量关联与上式(1）可以瞧出，非晶合金得强度与模量有很好得线性关系。所以，通过杨氏模量与强度具有线性得关联得经验规则,可以帮助探索与设计具有所需要强度得非晶合金甚至其它非晶材料［4］。但就是,非晶强度物理本源仍就是一个重要得基础问题，对非晶强度得认识与研究将会一直受关注。2非晶合金得强化研究非晶合金具有高强得显著优点，同时也有明显缺陷.但就是多数非晶合金作为结构材料有个致命得缺陷就就是缺乏宏观室温塑性变形能力.这就是因为非晶作为冷冻液体弛豫时间太慢，在常规应变速率得作用下,只有局域得原子