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《力學(xué)學(xué)報》喬吉超等工作：Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金蠕變機理研究
發(fā)布日期：2024-08-22 瀏覽次數(shù)：2586
外加載荷作用下穩中求進，非晶合金表現(xiàn)出粘塑性材料特性統籌，涉及彈性、滯彈性以及塑性變形響應(yīng)協同控製。蠕變作為非晶合金力學(xué)行為研究關(guān)鍵手段振奮起來，在固定溫度和恒定應(yīng)力載荷條件下通過監(jiān)測應(yīng)變隨時間演化，可直觀反映材料微觀結(jié)構(gòu)在熱力學(xué)耦合過程中的實際演變利用好。施加外部應(yīng)力時深入各系統，彈性變形幾乎瞬時發(fā)生，蠕變響應(yīng)則綜合反映了粘彈性和塑性變形貢獻系列。蠕變不僅能引發(fā)非晶合金宏觀尺度變形規定，而且通過實驗，數(shù)值分析方法和分子動力學(xué)模擬對應(yīng)變響應(yīng)的處理空間載體，能精確揭示非晶合金動力學(xué)特性及能量狀態(tài)信息。因此相對簡便，蠕變已被廣泛采用作為定量研究非晶合金時間相關(guān)結(jié)構(gòu)弛豫重要組成部分、滯彈性、塑性變形和高溫流變等關(guān)鍵科學(xué)問題的有效工具合作。
來自西北工業(yè)大學(xué)的喬吉超等選取具有優(yōu)良玻璃形成能力的Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金作為模型合金體系勃勃生機，旨在通過高溫蠕變實驗，綜合探究不同溫度極致用戶體驗、循環(huán)應(yīng)力和回復(fù)時間條件下高熵非晶合金的蠕變變形機制及其演化規(guī)律提供有力支撐。相關(guān)研究成果于2024年8月在《力學(xué)學(xué)報》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)。
研究人員選取具有良好玻璃形成能力的Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金作為模型體系建議。采用單輥甩帶法制備條帶高熵非晶合金樣品品率，樣品尺寸約為：6.00mm(長)x0.80mm(寬)x0.02mm(厚)。Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg為574K不斷發展，晶化初始溫度Tx為637K積極影響。在選定溫度下（503K，513K緊密協作，523K越來越重要，533K，即~0.87Tg~0.93Tg）分別選取50MPa發揮重要作用，75MPa醒悟，100MPa，125MPa高質量，150MPa應(yīng)力開展蠕變循環(huán)實驗技術先進。以25MPa/min的應(yīng)力速率升高到目標(biāo)應(yīng)力，每個循環(huán)蠕變時間為2.16x104s延伸。為保證實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定性情況正常，每組蠕變實驗開始前樣品均在測試溫度保溫30分鐘行業分類，待溫度穩(wěn)定后施加相應(yīng)應(yīng)力進行蠕變實驗。結(jié)果表明：Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金的蠕變行為明顯依賴于溫度和應(yīng)力提高鍛煉，低溫及低應(yīng)力環(huán)境下合金表現(xiàn)出較好的抗蠕變性能發展邏輯，主要以彈性變形為主。隨著溫度增加有所提升，合金抗蠕變能力減弱聽得進，粘彈性（粘塑性）變形成為主導(dǎo)。循環(huán)應(yīng)力在低溫下對蠕變變形影響較小先進水平，而在高溫下其影響顯著便利性，表明循環(huán)載荷能加劇蠕變行為，導(dǎo)致準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)蠕變速率上升（圖1-2）重要平臺∩羁陶J識；貜?fù)時間對合金的瞬時彈性變形和滯彈性變形有顯著影響，但對粘塑性變形的調(diào)節(jié)作用有限（圖3）應用提升。卸載后合金變形能力逐漸增強主動性，蠕變抑制得到緩解。此外發展的關鍵，變形單元弛豫時間的廣泛分布和對循環(huán)應(yīng)力的敏感反應(yīng)道路，揭示了蠕變機制的復(fù)雜性和多時間尺度的結(jié)構(gòu)演化（圖4）。本研究通過系統(tǒng)的實驗和分析真諦所在，深化了對高熵非晶合金蠕變行為及其調(diào)控機制的理解.為高性能高熵非晶合金的設(shè)計和應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)指導，對未來開發(fā)更具抗蠕變能力的先進材料具有一定意義。
來自西北工業(yè)大學(xué)的喬吉超等選取具有優(yōu)良玻璃形成能力的Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金作為模型合金體系勃勃生機，旨在通過高溫蠕變實驗，綜合探究不同溫度極致用戶體驗、循環(huán)應(yīng)力和回復(fù)時間條件下高熵非晶合金的蠕變變形機制及其演化規(guī)律提供有力支撐。相關(guān)研究成果于2024年8月在《力學(xué)學(xué)報》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)。
研究人員選取具有良好玻璃形成能力的Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金作為模型體系建議。采用單輥甩帶法制備條帶高熵非晶合金樣品品率，樣品尺寸約為：6.00mm(長)x0.80mm(寬)x0.02mm(厚)。Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg為574K不斷發展，晶化初始溫度Tx為637K積極影響。在選定溫度下（503K，513K緊密協作，523K越來越重要，533K，即~0.87Tg~0.93Tg）分別選取50MPa發揮重要作用，75MPa醒悟，100MPa，125MPa高質量，150MPa應(yīng)力開展蠕變循環(huán)實驗技術先進。以25MPa/min的應(yīng)力速率升高到目標(biāo)應(yīng)力，每個循環(huán)蠕變時間為2.16x104s延伸。為保證實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定性情況正常，每組蠕變實驗開始前樣品均在測試溫度保溫30分鐘行業分類，待溫度穩(wěn)定后施加相應(yīng)應(yīng)力進行蠕變實驗。結(jié)果表明：Pd20Pt20Cu20Ni20P20高熵非晶合金的蠕變行為明顯依賴于溫度和應(yīng)力提高鍛煉，低溫及低應(yīng)力環(huán)境下合金表現(xiàn)出較好的抗蠕變性能發展邏輯，主要以彈性變形為主。隨著溫度增加有所提升，合金抗蠕變能力減弱聽得進，粘彈性（粘塑性）變形成為主導(dǎo)。循環(huán)應(yīng)力在低溫下對蠕變變形影響較小先進水平，而在高溫下其影響顯著便利性，表明循環(huán)載荷能加劇蠕變行為，導(dǎo)致準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)蠕變速率上升（圖1-2）重要平臺∩羁陶J識；貜?fù)時間對合金的瞬時彈性變形和滯彈性變形有顯著影響，但對粘塑性變形的調(diào)節(jié)作用有限（圖3）應用提升。卸載后合金變形能力逐漸增強主動性，蠕變抑制得到緩解。此外發展的關鍵，變形單元弛豫時間的廣泛分布和對循環(huán)應(yīng)力的敏感反應(yīng)道路，揭示了蠕變機制的復(fù)雜性和多時間尺度的結(jié)構(gòu)演化（圖4）。本研究通過系統(tǒng)的實驗和分析真諦所在，深化了對高熵非晶合金蠕變行為及其調(diào)控機制的理解.為高性能高熵非晶合金的設(shè)計和應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)指導，對未來開發(fā)更具抗蠕變能力的先進材料具有一定意義。
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