金屬玻璃及其復(fù)合材料基本資料

作　者：陳光 著

叢 書 名：材料科學(xué)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(xué)出版社

ISBN：9787560324456

出版時間：2007-02-01

版　次：1

頁　數(shù)：272

裝　幀：平裝

金屬玻璃作為高技術(shù)新型金屬材料，越來越受到國內(nèi)外材料科學(xué)與工程領(lǐng)域研究人員的重視，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。全書共六章，為使讀者建立全貌認(rèn)識，首先“概論”了金屬玻璃的概念、制備方法、性能與應(yīng)用、發(fā)展歷史與趨勢等，進(jìn)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(fù)合材料、連續(xù)鎢絲/塊體金屬玻璃復(fù)合材料、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)及其計算機(jī)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(yīng)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(fù)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(xué)性能

研究W1/金屬玻璃復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)行為、穿甲力學(xué)行為及其影響因素。認(rèn)識W1/金屬玻璃復(fù)合材料在動態(tài)壓縮、高速撞擊過程的破壞機(jī)理及破壞形式，系統(tǒng)研究W1/金屬玻璃復(fù)合材料密度、彈體長徑經(jīng)比與穿透深度間的關(guān)系，提供該材料在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的制備及加工技術(shù)、以及動態(tài)和穿甲力學(xué)參數(shù)，交大塊金屬玻璃復(fù)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(xué)性能，然而它所表現(xiàn)出來的宏觀脆性嚴(yán)重限制了其在工程結(jié)構(gòu)上的應(yīng)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(qiáng)度又具有良好韌性的金屬玻璃基復(fù)合材料。由于金屬玻璃復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。針對目前金屬玻璃基復(fù)合材料力學(xué)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(fù)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(jī)理。然后借助UMAT用戶子程序?qū)⒏倪M(jìn)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(fù)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?jǐn)?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(fù)合材料中剪切帶的演化以及復(fù)合材料韌性的影響。進(jìn)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(xué)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(fù)合材料變形和局部失效行為的細(xì)觀本構(gòu)模型，對金屬玻璃基復(fù)合材料在單調(diào)拉伸和壓縮時的應(yīng)力-應(yīng)變行為及失效行為進(jìn)行了合理地描述和預(yù)測。項目的研究結(jié)果豐富了對塊體金屬玻璃基復(fù)合材料的力學(xué)行為的認(rèn)識，所建立的本構(gòu)模型可為該類材料構(gòu)件的設(shè)計以數(shù)值分析提供理論基礎(chǔ)，促進(jìn)金屬玻璃基復(fù)合材料在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。 2100433B

針對金屬玻璃基復(fù)合材料力學(xué)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(fù)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(jī)理，并結(jié)合有限元模擬討論不同微結(jié)構(gòu)特性對復(fù)合材料力學(xué)行為的影響；進(jìn)而在自由體積模型以及均勻化理論的基礎(chǔ)上，引入能夠反映復(fù)合材料增韌機(jī)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(xì)觀層次得到一個能夠合理描述復(fù)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(fù)合材料的力學(xué)行為的認(rèn)識，促進(jìn)該材料在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，同時又可為該類材料構(gòu)件的設(shè)計以及壽命評估提供理論基礎(chǔ)，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。