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金属玻璃在结构上与一般的晶体金属的原子长程有序排列不同,它的原子在三维空间上是无规则排列的。由于金属玻璃拥有优异的性能,所以作为结构材料和功能材料在很多领域内有非常重要的应用前景。但是由于金属玻璃在室温下呈现脆性断裂,所以它的实际应用受到了严重的限制。因此,深入地认识金属玻璃的变形行为和提高它的变形能力成为了科学家们普遍关注的热点课题。本文选择典型的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体金属玻璃,利用高压扭转的方法使其达到了50%以上的塑性变形。对扭转后的金属玻璃试样进行硬度、纳米压痕和密度的测试,并采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、透射电子显微镜(TEM)等实验手段研究其组织结构变化,分析高压扭转对金属玻璃的影响。研究结果显示,Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体金属玻璃经高压扭转变形后试样中没有晶化相的产生,仍然保持其非晶结构。硬度、纳米压痕和密度结果表明由于高压扭转的作用使得样品中心部位发生了应变软化的现象,而距圆心较远的位置的硬度明显升高,而且扭转之后的样品的密度下降。分析实验结果,主要是因为试样在产生大塑性变形的过程中引进了过量的自由体积,产生应变软化,使样品中的硬度下降,而且过量自由体积的引入使样品的密度下降。硬度的上升主要是因为变形过程中产生的剪切带发生了交叉,阻止了单个剪切带的快速传播。块体金属玻璃在室温下的变形主要是通过剪切带的形成和扩展完成的,所以可以通过SEM观察高压扭转过程中金属玻璃剪切带的演化,分析金属玻璃的微观变形机制。SEM观察结果显示,压缩产生的剪切带和扭转产生的二次剪切带相互交叉,阻止了单个剪切带的快速生长、扩展,因此金属玻璃的变形能力得到了提高。高径比也是影响金属玻璃塑性变形能力强弱的一个重要因素,高径比越小的块体金属玻璃的变形能力越强。减小金属玻璃的高径比,就会使试样在扭转过程中产生的剪切带增多,金属玻璃的变形也就越均匀,而且剪切带之间的相互影响增强,抑制了剪切带的传播,提高了金属玻璃的变形能力和强度。