论文部分内容阅读
非晶态合金由于其独特的原子结构从而使得这种材料具有高强度、高的耐磨性、高的耐腐蚀和抗疲劳等一系列优异的特性,成为目前材料领域研究的热点之一。国内外研究表明:Zr基非晶合金具有极大的玻璃形成能力（Glass Forming Ability）和宽的过冷液相区,易制备,同时Zr基非晶合金又显示出了非常优异的耐腐蚀性能;相对于Zr基非晶合金,Cu基非晶合金具有很高的抗拉、抗压强度,同时也具有很好的塑性,而且制备成本相对较低,具备很好的工程应用价值。但非晶合金较强的室温脆性和很难大块制备这两个缺点严重的限制了其广泛应用。本论文基于扫描开尔文探针测试技术,对经过退火处理的非晶合金的电子功函数、力学性能和腐蚀性能进行了测试,分别将电子功函数与力学性能、电子功函数与腐蚀性能进行对比,并得出其变化规律,试图从原子尺度对非晶合金的微观结构、变形行为及表面腐蚀行为进行研究分析,为非晶合金的进一步设计提供一个较合理的研究途径和方法。本论文的主要研究内容如下:（1）制备了Zr65Al7.5Cu17.5Ni10和Cu46Zr47Al7非晶合金,为了理解退火温度对非晶合金力学性能、耐腐蚀性能和电子功函数的影响,将非晶合金在不同温度下进行退火处理,并使用X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）和扫描电镜（SEM）对非晶合金进行测试,对铸态非晶试样和退火后的非晶试样的结构、热稳定性和断裂面形貌进行了分析表征。（2）使用扫描开尔文探针技术和电化学方法研究了退火处理对Zr基非晶合金的电子功函数及其在1 mol/L HCl、3.5% NaCl和0.5 mol/L H2SO4溶液中耐腐蚀能力的影响。研究表明:相同成分的单相非晶相合金比部分晶化的和完全晶化的合金表现出更好的耐腐蚀性能和更高的电子功函数;材料的耐腐蚀性能和电子功函数之间存在一定的关系,电子功函数是在电子层面上研究和表征非晶合金腐蚀性能的一个敏感参数。（3）测定了大块Cu基非晶合金晶化前后的力学性能,同时,使用扫描开尔文探针技术对其电子功函数做进行了研究分析。结果表明:晶体相的析出使非晶合金的力学性能和电子功函数都降低;对于退火后的非晶合金,随着退火温度的升高,晶体相与非晶基体之间的界面和晶界处的缺陷都减少,从而导致电子逃离合金表面需要更多的能量,使其电子功函数不断增大;随着退火温度升高,Cu基非晶合金的压缩变形和断裂行为表现为从延展性到脆性的变化过程。