镁合金是21世纪最重要的结构材料之一,在航空航天、国防、汽车交通、生物医疗和电子工业等领域有巨大的应用前景。由于非晶合金具有优于晶体金属的机械性能,本项目主要研究镁基金属玻璃的新成分开发及力学性质。首先对不依赖于稀土元素的MgCaZn、MgCaCu等多元镁基大块金属玻璃新成分进行了制备和性质研究。新材料的非晶形成能力、热稳定性和Mg-TM-RE三元体系相仿,并具有密度和成本低、强度高、带一定的本征塑性等优点。接着研究了合金化对MgCuTb基金属玻璃的影响,提高了多元体系的非晶形成能力和强度,部分成分的块样及Nb颗粒增强的非晶基复合材料呈现出明显的宏观塑性,通过断裂面形貌研究了形变机制,利用电镜技术分析了剪切带中的纳米缺陷,并归纳了通过合金化提高力学性质的方法。第三,基于实验研究提出了一个结合合金组元的原子半径、热焓、熔点等物性参数的非晶形成能力判据,它能有效地评价非晶形成能力及辅助非晶成分的设计优化。最后研究了非晶合金的晶化动力学分析方法,对不适合使用传统JMA理论的纳米晶化过程,通过考虑碰撞提出了基于理论和实验DSC数据的模型拟合法和基于修正的Avrami曲线的线性拟合法。
英文主题词Metallic glasses; Magnesium-based alloys; Glass forming ability; Mechanical properties; Crystallization kinetics