SPS制備鋯基和銅基塊體非晶復合材料及強韌化機理研究的中期報告

SPS制備鋯基和銅基塊體非晶復合材料及強韌化機理研究的中期報告Abstract本中期報告介紹了SPS制備鋯基和銅基塊體非晶復合材料及其強韌化機理的研究進展。通過制備不同比例的鋯基和銅基非晶合金混合粉末，并使用SPS技術(shù)制備成塊體非晶復合材料。隨后進行了顯微組織、機械性能和斷口形貌等方面的測試和分析。結(jié)果表明，鋯基和銅基非晶合金的混合比例對復合材料的組織結(jié)構(gòu)和性能有著重要影響。隨著銅基合金的添加比例增加，復合材料的延展性和塑性逐漸加強，但硬度和強度也會減弱。進一步的斷口形貌分析表明，在銅基合金質(zhì)量分數(shù)為50%時，材料出現(xiàn)了明顯的延展型斷裂形貌，表明銅基合金的添加可以有效增強材料的塑性。模擬結(jié)果表明，材料的韌度增強主要是由于銅基合金的添加會引入大量的塑性變形。Introduction非晶合金是一類具有優(yōu)異力學性能和物理性能的新材料，隨著材料科學和工程的發(fā)展，越來越多的研究將目光投向了非晶合金的應用和加工。然而，非晶合金的脆性和缺乏塑性等問題限制了其在工程領域中的應用。為了解決這些問題，研究者們開始探索如何通過合金化或復合等方式來改善非晶合金的力學性能。鋯基非晶合金是一類近年來備受關(guān)注的材料，具有優(yōu)異的力學性能和防腐蝕性能。銅基合金作為一種廣泛應用于工程領域的金屬材料，具有良好的延展性和塑性。因此，將鋯基非晶合金和銅基合金復合起來，可以發(fā)揮它們各自的優(yōu)點，同時改善非晶合金的力學性能。本研究旨在通過SPS技術(shù)制備鋯基和銅基塊體非晶復合材料，并研究不同比例銅基合金對材料性能的影響。Experimental本研究采用SPS技術(shù)制備鋯基和銅基塊體非晶復合材料。首先制備不同比例的鋯基和銅基非晶合金混合粉末，并控制粉末粒度大小。隨后，將混合粉末裝入SPS模具中，進行熱壓成型。最終，制備成不同比例銅基合金的塊體非晶復合材料。結(jié)果與討論顯微組織通過SEM觀察復合材料的顯微組織，可以看到鋯基和銅基非晶合金在SPS制備過程中出現(xiàn)了部分熔化和再凝固。隨著銅基合金質(zhì)量分數(shù)的增加，鋯基非晶合金的晶化程度逐漸加強。機械性能在不同比例銅基合金的復合材料中，硬度和強度隨銅基合金質(zhì)量分數(shù)的增加而減弱，但塑性和延展性逐漸加強。最佳的機械性能是在銅基合金質(zhì)量分數(shù)為50%時達到的。斷口形貌斷口形貌的分析也證實了不同比例銅基合金對材料性能的影響。在銅基合金質(zhì)量分數(shù)為50%時，斷口形貌呈現(xiàn)出明顯的延展型斷裂形貌。這表明銅基合金的添加可以有效增強材料的塑性。韌度增強機理通過分子動力學模擬，進一步研究了銅基合金對鋯基非晶合金的韌度增強機理。模擬結(jié)果表明，銅基合金的添加會引入大量的塑性變形，從而增強材料的韌度。在加載的過程中，銅基合金中的晶粒能夠抵抗擴展的裂紋并吸收殘余應力，從而使材料在斷裂前具有更好的塑性。結(jié)論本研究成功制備了鋯基和銅基塊體非晶復合材料，并研究了不同比例銅基合金對材料性能的影響。結(jié)果表明，隨著銅基合金的添加比例增加，復合材料的延展性和塑性逐漸加強，但硬度和強度也會減弱。斷口形貌分析表明，在銅基合金質(zhì)量分數(shù)為50%時，材料出現(xiàn)了明顯的延展型斷裂