认识非晶合金的结构并建立微观结构与宏观性能之间的联系一直以来都是非晶合金研究领域的热点、难点问题。本研究基于非晶态结构的不均匀本质,创新性地提出了一个非晶合金的唯像模型,包含核心特征区域(团簇区域)和边界特征区域(团簇外松散原子排列区域)。针对边界特征区域,利用热膨胀仪、差式扫描量热仪(DSC)及纳米压痕实验,分别研究了与该区域相关的玻璃转变温度附近区域的粘性变化、初始弹性变形和首次位移突变行为,并提出了相应的动、热力学和力学特征。研究表明,这些特征与自由体积(松散区域)存在着紧密关联,印证并揭示上述行为及其特征均源自边界特征区域。另一方面,针对核心特征区域,利用DSC研究了与该区域相关的结晶行为,提出了相应的动力学特征,并发现该特征显著地依赖于团簇构型,其中三角棱柱类团簇较弱、Pd-Ni-P和Pd-Cu-P类团簇较强、二十面体类团簇介于这两者之间,表明结晶行为及其动力学特征可以很好地反映核心特征区域。此外,研究发现,边界特征区域显著地影响着非晶合金的力学及物理性能,而核心特征区域对非晶形成能力有着重要的影响,说明非晶合金结构唯像的认识方法对于理解各种宏观特性的结构起源有着重要的意义。
英文主题词Bulk metallic glasses; Structure; Thermal expansion; Nanoindentation; Crystallization