Оглавление
Стр.
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Глава 1. Аналитический обзор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1 Разупорядоченное состояние материи . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.1 Структура и свойства аморфных металлических сплавов . 13
1.1.2 Ближний порядок в аморфных сплавах . . . . . . . . . . . 17
1.1.3 Свободный объём . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.1.4 Зоны сдвиговой трансформации . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.1.5 Полосы сдвига . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2 Кручение под высоким давлением и его влияние на свойства
объёмных металлических стёкол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.3 Применение молекулярной динамики для анализа
металлических стёкол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.4 Методы получения металлических стёкол . . . . . . . . . . . . . . 33
1.5 Перспективы применения металлических стёкол . . . . . . . . . . 40
Глава 2. Цели, материалы и методики исследования . . . . . . . 43
2.1 Постановка цели исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2 Материал исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3 Методики обработки материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.3.1 Кручение под высоким давлением . . . . . . . . . . . . . . 45
2.3.2 Совместное кручение под высоким давлением сегментов
для выявления полос сдвига . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3.3 Релаксирующий отжиг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.3.4 Пробоподготовка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.4 Методики исследования структуры и свойств . . . . . . . . . . . . 50
2.4.1 Рентгеноструктурный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.4.2 Дифференциальная сканирующая калориметрия . . . . . 52
2.4.3 Дилатометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.4.4 Сканирующая электронная микроскопия . . . . . . . . . . 54
2.4.5 Просвечивающая электронная микроскопия . . . . . . . . 54
2.4.6 Сканирующая зондовая микроскопия . . . . . . . . . . . . 55
2.4.7 Конфокальная оптическая микроскопия . . . . . . . . . . 56
3
Стр.
2.4.8 Механические испытания на растяжение . . . . . . . . . . 56
2.4.9 Испытания методом микроиндентирования . . . . . . . . . 57
2.4.10 Люминесцентный метод неразрушающего контроля . . . . 58
2.5 Атомистическое моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Глава 3. Построение физической модели аморфного сплава
Vit105 и изучение механизма его деформации . . . . . . 61
3.1 Феноменология зарождения и развития деформационных полос . 61
3.2 Степень деформации, достигаемая при КВД объёмных
металлических стёкол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.3 Применение метода молекулярной динамики для моделирования
ОМС Vit105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.4 Феноменологическая модель продвижения полосы сдвига . . . . . 79
3.5 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Глава 4. Влияние КВД на структуру металлического стекла
Vit105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.1 Характеризация материала в исходном состоянии . . . . . . . . . 85
4.2 Изменение структурных параметров материала под действием
КВД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.2.1 Оценка влияния КВД на параметры ОМС методом
рентгеновской дифракции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.2.2 Оценка влияния КВД на параметры ОМС методом ДСК . 91
4.2.3 Оценка влияния КВД на структуру ОМС методом ПЭМ . 92
4.2.4 Оценка монолитности образцов люминесцентным методом 94
4.3 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Глава 5. Влияние КВД на свойства металлического стекла
Vit105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.1 Механические испытания на растяжение . . . . . . . . . . . . . . 96
5.1.1 Вид излома при растяжении . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.2 Микротвёрдость ОМС Vit105 и связь её со структурными
параметрами материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4
Стр.
5.2.1 Распределение микротвёрдости по поверхности ОМС
Vit105 в различных состояниях . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.2.2 Анализ отпечатков микротвёрдости, оценка
микропластичности по навалам . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.3 Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Список сокращений и условных обозначений . . . . . . . . . . . . . 110
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Список рисунков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Список таблиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Приложение А. Диаграммы состояния двойных систем,
использованных в главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . 138
