1、非晶合金論文：非晶合金非晶形成能力熱力學(xué)性質(zhì)比熱脆性【中文摘要】非晶的形成是凝聚態(tài)物理基礎(chǔ)理論中一個(gè)重要問題和難題，涉及動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的眾多前沿問題。通過研究金屬非晶形成熔體的熱力學(xué)特征、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)相關(guān)性，預(yù)測(cè)材料的性質(zhì)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)提供參考。本文以熱力學(xué)性質(zhì)、脆性和非晶形成能力（glassformingability,GFA相關(guān)性研究為主線，通過DSC熱分析、比熱測(cè)量、咼溫黏度測(cè)量等試驗(yàn)手段對(duì)La基、Sm基和A1基非晶合金展開研究。對(duì)于La基非晶合金，被廣泛接受的熱力學(xué)脆性參數(shù)F0.8、G3/4和動(dòng)力學(xué)脆性參數(shù)m在一定程度上存在一致性。從這兩個(gè)熱力學(xué)脆性參數(shù)的定義（過剩熵曲線的截距）出發(fā),

2、如果截距取不同的位置就會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，這種定義熱力學(xué)脆性的方法之所以會(huì)產(chǎn)生歧義，是由約化過剩熵曲線和Angell曲線的不同形狀導(dǎo)致的。以斜率代替截距，本文定義了新的熱力學(xué)脆性表達(dá)式mAs和MAs,其中MAs與m成正相關(guān)，優(yōu)于F0.8、G3/4和mAS。在快速冷卻制備大塊非晶的過程中,Tm（脆性區(qū)域開始階段）處的熵變速率，對(duì)于決定非晶形成在脆性區(qū)域的液體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有重要作用。對(duì)Al-（Ni）-Yb體系黏度n、過熱脆性M和GFA的研究表明，對(duì)于Al-Yb二元合金,原子百分比為8-11的范圍內(nèi)，熔體液相線黏度值nL隨Yb的增加而上升，且與合金非晶形成能力成正比。加入過渡金屬Ni后,Al-Ni-Y

3、b三元體系中GFA增強(qiáng)，液相線黏度nL升高。在Al-Yb和Al-Ni-Yb兩種體系中，表征黏度變化率的流變激活能E和過熱脆性M都可以在一定范圍內(nèi)與合金的非晶形成能力正相關(guān)，后者的應(yīng)用范圍更廣泛，但在描述多種體系的非晶形成能力時(shí)都存在不足，如何使黏度更廣泛的應(yīng)用于GFA的預(yù)測(cè)還需要進(jìn)一步的研究。在對(duì)熱力學(xué)性質(zhì)和非晶形成能力的相關(guān)性研究中，提出了量化的參數(shù)A表示比熱在熔體和過冷液體間轉(zhuǎn)變時(shí)比熱的變化速度。發(fā)現(xiàn)對(duì)于Al基邊緣非晶合金A較大(35X10-3J/mol*K2),而對(duì)于大塊非晶,A普遍較小(35X10-3J/mol*K2)。但在實(shí)驗(yàn)研究的La基、Sm基和Al基非晶體系內(nèi),A越大GFA越強(qiáng)。

4、通過對(duì)La基非晶的熱力學(xué)性質(zhì)的測(cè)量和計(jì)算表明，Gibbs自由能差(Gliq-cry)作為晶化激活能能夠衡量不同體系之間GFA的差別，Gliq-cry越小非晶形成能力越強(qiáng)。但是，對(duì)于成分相似的同一個(gè)體系來說,必須要引入動(dòng)力學(xué)因子來區(qū)分非晶形成能力。【英文摘要】Glassforming,whichrelatedwithmanycutting-edgeissuesofthermodynamicsanddynamics,isoneoftheimportantanddifficultaspectsforthebasictheoryofcondensedmatter.Formetallicglassesf

5、ormingmelts,throughresearchofthermodynamicsandthecorrelationofthermodynamicsanddynamics,thepropertyofthefinalmaterialscanbepredictedtocertainextend,andthusthefurtherindustralproductioncanbedirected.Inthisthesis,thefocalpointsarethermodynamics,fragilityandglassformingability(GFA).DifferentialScanning

6、Calorimetry(DSC),X-raydiffraction(XRD)andhigh-temperatureviscometerareemployed,toinvestigatetheprosperitiesofLa-based,Sm-basedandAl-basedmetallicglasses.FragilityindexesforLa-basedglass-formingliquidofdifferentthermodynamicdefinitionsarecalculatedbasedontemperaturedependenceofexcessentropySliq-cry.I

7、tisambiguoustoevaluatefragilitybyinterceptingSliq-cry-temperaturecurves.WehavefoundthatthethermodynamicfragilityMs,denotingbytheSdropatonsetmeltingtemperaturesTm,ratherthanSdropatglasstransitiontemperaturesTg,relateslinearlywithkineticfragilitym.ThedynamicviscosityofAl-YbandAl-Ni-Ybsuperheatedmeltsi

8、smeasuredusingatorsionaloscillationviscometer.TheamorphousribbonsproducedbythemeltspinningtechniquearecharacterizedbyDSC.theactivationenergyforviscousflow(E),whichreflectsthechangerateofviscosity,hasagoodnegativerelationwiththeGFAinbothAl-YbandAl-Ni-Ybsystems.However,thereisnodirectrelationbetweenliquidusviscosity(nL)andGFA.ThesuperheatedfragilityMcanpredictGFAinAl-YborAl-Ni-Yballoysystem.AnindexA,presentedbythedecreaseslopofspecificheatcapacitywhensupercooledliquidtr