金屬玻璃及其復合材料

金屬玻璃作為高技術新型金屬材料，越來越受到國內(nèi)外材料科學與工程領域研究人員的重視，顯示出廣闊的應用前景。全書共六章，為使讀者建立全貌認識，首先“概論”了金屬玻璃的概念、制備方法、性能與應用、發(fā)展歷史與趨勢等，進而逐章詳盡論述了Fe基塊體金屬玻璃、Fe基納米晶軟磁合金、鑄態(tài)內(nèi)生塑性晶體相/塊體金屬玻璃復合材料、連續(xù)鎢絲/塊體金屬玻璃復合材料、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)及其計算機模擬。

第一章　概論

1.1　金屬玻璃的發(fā)展歷史

1.2　制備方法

1.3　性能與應用

1.4　塊體金屬玻璃的室溫脆性及其解決途徑

1.5　金屬玻璃復合材料

第二章　Fe基塊體金屬玻璃

2.1　Fe基塊體金屬玻璃的發(fā)展

2.2　工業(yè)純原料制備Fe基塊體金屬玻璃

2.3　Fe60Co8Zr10Mo5W2B15塊體金屬玻璃的晶化行為

2.4　Fe60Co8Zr10Mo5W2B15塊體金屬玻璃的力學性能

作　者：陳光 著

叢 書 名：材料科學與工程國防科工委十五規(guī)劃專著

出 版 社：哈爾濱工業(yè)大學出版社

ISBN：9787560324456

出版時間：2007-02-01

版　次：1

頁　數(shù)：272

裝　幀：平裝

研究W1/金屬玻璃復合材料的動態(tài)力學行為、穿甲力學行為及其影響因素。認識W1/金屬玻璃復合材料在動態(tài)壓縮、高速撞擊過程的破壞機理及破壞形式，系統(tǒng)研究W1/金屬玻璃復合材料密度、彈體長徑經(jīng)比與穿透深度間的關系，提供該材料在軍事領域應用的制備及加工技術、以及動態(tài)和穿甲力學參數(shù)，交大塊金屬玻璃復合材料的研究推向?qū)嵱没?

金屬玻璃獨特的微觀結(jié)構(gòu)使得其具有許多優(yōu)良的力學性能，然而它所表現(xiàn)出來的宏觀脆性嚴重限制了其在工程結(jié)構(gòu)上的應用。為了增加金屬玻璃的韌性，研究者們在金屬玻璃中引入晶體相，制備出既具有高強度又具有良好韌性的金屬玻璃基復合材料。由于金屬玻璃復合材料具有良好的力學性能，因此具有廣闊的應用前景。針對目前金屬玻璃基復合材料力學行為以及本構(gòu)模型研究方面的不足，本項目首先通過宏觀實驗、微觀觀察以及納米壓痕實驗，了解金屬玻璃基復合材料的單調(diào)拉伸、壓縮以及單軸循環(huán)變形的特征和變形以及失效機理。然后借助UMAT用戶子程序?qū)⒏倪M的自由體積模型引入ABAQUS軟件，建立了二維和三維的代表性體積單元，模擬了金屬玻璃基復合材料在單軸拉伸和壓縮載荷作用下的變形過程，討論了顆粒體積分數(shù)、形狀、分布規(guī)律以及材料參數(shù)等微結(jié)構(gòu)參數(shù)對復合材料中剪切帶的演化以及復合材料韌性的影響。進而基于自由體積模型，引入能夠有效反映納米孔洞形核和匯聚的演化方程，在連續(xù)介質(zhì)熱力學框架下構(gòu)建了一個能夠合理描述金屬玻璃失效的三維本構(gòu)模型；最后采用廣義Mori-Tanaka（M-T）方法和二次均勻化方法，構(gòu)建了一個能夠合理描述金屬玻璃基復合材料變形和局部失效行為的細觀本構(gòu)模型，對金屬玻璃基復合材料在單調(diào)拉伸和壓縮時的應力-應變行為及失效行為進行了合理地描述和預測。項目的研究結(jié)果豐富了對塊體金屬玻璃基復合材料的力學行為的認識，所建立的本構(gòu)模型可為該類材料構(gòu)件的設計以數(shù)值分析提供理論基礎，促進金屬玻璃基復合材料在工程結(jié)構(gòu)中的應用，具有重要的理論意義和工程應用價值。 2100433B

針對金屬玻璃基復合材料力學行為以及本構(gòu)模型研究方面的不足，通過系統(tǒng)的宏觀和微觀實驗研究，了解第二相增韌金屬玻璃基復合材料的單調(diào)拉伸、壓縮以及單軸循環(huán)變形的特征和微觀機理，并結(jié)合有限元模擬討論不同微結(jié)構(gòu)特性對復合材料力學行為的影響；進而在自由體積模型以及均勻化理論的基礎上，引入能夠反映復合材料增韌機理以及微結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)，同時考慮循環(huán)變形中的加卸載規(guī)律以及循環(huán)軟/硬化規(guī)律，在細觀層次得到一個能夠合理描述復合材料單軸拉伸、壓縮以及循環(huán)變形行為的本構(gòu)模型。研究結(jié)果將會豐富對塊體金屬玻璃基復合材料的力學行為的認識，促進該材料在工程結(jié)構(gòu)中的應用，同時又可為該類材料構(gòu)件的設計以及壽命評估提供理論基礎，具有重要的理論意義和工程應用價值。