金屬玻璃

  金屬玻璃由于具有一系列優異的力學、物理和化學性能,在國防、空天、電子等領域顯示出了廣闊的應用前景.其中具有低密度和高強度的特性,Mg基金屬玻璃被稱為最具有吸引力的結構材料之一.到目前為止,已開發出的具有大的玻璃形成能力(GFA)的Mg基合金系統主要有Mg-Ni-Y,Mg-Cu-Y,Mg-Cu-Al-Y,Mg-Cu-Ag-Y,Mg-Cu-Zn-Y和Mg-Cu-Y-Ag-Pd.但是,和其他具有玻璃形成能力的合金相比,單相Mg基金屬玻璃卻是脆性最高的,盡管它們展現出達880MPa的高斷裂強度.它們通常在彈性變形范圍內就發生斷裂,觀測不到明顯的塑性現象.這種脆性斷裂缺陷行為無疑是Mg基金屬玻璃合金在工程應用上的障礙.

金屬玻璃手機外殼

    為了克服Mg基金屬玻璃合金的脆性斷裂缺陷,Ma等人合成了Mg65Cu7.5Ni7.5Zn5Ag5Y10 金屬玻璃原位析出復合材料,Xu等人通過引入TiB2顆粒制備了Mg65Cu7.5Ni7.5Zn5Ag5Y10金屬玻璃復合材料,顯著地提高了Mg基金屬玻璃的機械性能.但是這種增強相也帶來一定的限制,包括密度的提高和腐蝕問題以及與基體浸潤性的問題.

    接著,北科大研究人員又開發一種新型的具有顯著塑性變形能力的Mg-Cu-Zn-Y金屬玻璃復合材料.利用hcp針狀Mg基固溶體增強Mg77Cu12Zn5Y6金屬玻璃復合材料,其表現出18.5%的塑性變形能力,同時斷裂強度達到了1163MPa. 實現了金屬玻璃復合材料不僅具有極高的彈性模量、強度、硬度和抗脆性斷裂能力,還表現出良好的耐腐蝕性能.

    Mg77Cu12Zn5Y6金屬玻璃復合材料性能指標?

    優化的Mg77Cu12Zn5Y6合金復合材料具有高的楊氏模量(19.2Gpa),屈服強度(550Mpa),彈性極限(2.9%),其最重要的特性是獲得了顯著的塑性變形能力(18.5%),分別是TiB2和鐵顆粒強化Mg基金屬玻璃復合材料的5.8倍和18.5倍.

    Mg77Cu12Zn5Y6金屬玻璃復合材料是如何抗斷裂、耐蝕的呢?

    四相Mg-Cu-Zn-Y合金具有高非晶形成能力、低密度和低成本的優勢.我們提高Mg的含量,并降低Cu、Zn和Y的含量,以便促進析出初生Mg相.

    復合材料斷裂強度和延展性的提高可以歸結為以下幾個因素共同作用的結果:

   (1)片狀Mg基固溶體析出相可以有效地阻擋金屬玻璃基體的剪切變形;

   (2)通過局部剪切變形升溫,金屬玻璃基體產生了類似粘性變形;

   (3)hcp Mg基固溶體析出相的變形.

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org

責任編輯：周婭

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系：編輯部
電話：010-62313558-801