块体金属玻璃的剪切带行为
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文摘
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玻璃态物质以纷繁多样的形式广泛存在于自然与科技技术领域~([1-3])。除了人们熟知的门窗上的硅酸盐无机玻璃、各种塑料制品的高聚物玻璃外，玻璃态还与光纤通讯、生物制品和生化药剂的保鲜存储、极端干燥条件下昆虫活性的保持等这些鲜为人知的方面密切相关。甚至，宇宙中的大部分水也是以玻璃态存在的~([4])。金属玻璃尤其是三维尺寸超过毫米尺度的块体金属玻璃作为玻璃这一古老家族的新成员~([5-7])，由于其独特的原子长程无序结构，且不存在位错、晶界等传统意义上的结构缺陷，表现出一系列优异的力学和物理性能，成为当前最具发展潜力的新型材料之一，已经在国防、空天等领域显示出广阔的应用前景~([8-11])。然而，金属玻璃在室温下的塑性变形极易局部化，形成几十纳米尺度的剪切带~([12-14])；剪切带的形成及快速扩展往往导致材料发生灾变破坏~([15，16])，呈现出极低的室温延性，极大地限制了这类材料的广泛应用。本征上，金属玻璃的变形局部化剪切带是由多个不同的物理机制耦合控制的多时空跨尺度问题，其中涉及粘性/动量扩散、热/能量扩散、自由体积/质量扩散、失稳成核与发展、诱致裂纹扩展等多个速率过程，它们均具有各自的特征时间和空间尺度。这些多时空尺度速率过程的非线性关联耦合控制着块体金属玻璃的剪切带行为，问题的关键是如何澄清耦合作用的控制机制与物理图像。但是，对于这类不具有传统意义微结构的金属玻璃材料的剪切带行为，连续介质尺度的经典热塑剪切理论和基于传统材料结构的剪切带理论都无法完整的描述。因此，对于金属玻璃材料变形局部化剪切带及其诱导的断裂过程的研究，不仅具有显著的工程意义，而且具有重要的学术价值。 |
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来源
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固体力学学报
,2012,33(2):227-232 【核心库】
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关键词
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局部化剪切带
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块体金属玻璃
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自由体积
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纳米尺度
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能量耗散
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微结构
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塑性流动
;
玻璃态
;
剪胀效应
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断裂过程
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地址
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中国科学院力学研究所, 非线性力学国家重点实验室, 北京, 100190
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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0254-7805 |
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学科
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金属学与金属工艺 |
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文献收藏号
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CSCD:4523256
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参考文献 共
28
共2页
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