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hslining

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[交流] 【原创】大块金属玻璃性能大比拚

本文摘自：http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=51864

大块金属玻璃具有优异的高强度，高硬度，高弹性极限，但抗damage tolerance能力差 [表现为无拉伸DUCTILITY（这里不谈复合材料），疲劳性能差，低断裂韧性等]。
下面将各体系的大块非晶性能作一对比（不完全）：
1）Pd/Pt/Au-BMGs：玻璃形成能力强（最大可达72mm)，研究历史悠久，过冷液态区很宽，显示很好的压缩塑性和比较高的断裂韧性（参见Caltech的PRL PAPER）；缺点是Pd/Pt/Au贵，可以用于做首饰，香水瓶等（不差钱的人还是买的起的）；
2）Zr-BMGs，研究最多的非晶体系(CALTECH1993年发表于APL的文章已经被引用1400-1500次），玻璃形成能力强（如含Be的可直接形成GLASSY INGOT), 含Al and/or Be的体系显示高PROCESSING PROPERTIES，有一定的断裂韧性，具有宽过冷液态区，这一体系已经有应用；缺点是Be大家不喜欢（当然也有不含Be的Zr-BMGs），这一BMG体系可直接进行机加工；
3）Y-BMGs, 玻璃形成能力极强（可以参见UVa发表在APL上的文章），缺点是很脆（断裂面可以当镜子用，呵呵）；
4）Mg-BMGs，特点是轻质，高玻璃形成能力（最大可达25 mm)，高强度（GPa级）,缺点是很脆（改进ing，目前好象还没有〉1 % COMPRESSIVE PLASTICITY的报导，使用低高径比获得大压缩塑性不算），玻璃转变和晶化温度低。有的Mg非晶条带很DUCTILE，可作为laminates 中增强相；
5）Fe-BMGs（不谈磁性BMGs): 由于强度可达4 GPa，硬度可达12GPa，无磁性，所以耐磨性能极高；抗腐蚀性能极好（与Ni合金比，数量级提高），同时玻璃转变和晶化温度很高，晶化后很容易得到纳米材料（
6) Ca-BMGs: 密度极低（水密度的两倍不到），形成能力可达cm级，是本人所见到的最差的BMG材料，有些Ca-BMGs扔到水里就溶解掉了或在空气中就氧化成黑色粉体；
7）Ti-BMGs: 含Be的可以形成GLassy ingot，机械性能与Zr-BMGs有一拼，发展低Be或无Be Ti-BMGs是一方向；
8）RE-BMGs（我国是稀土大国，生产量占世界80%以上): 很好的玻璃形成能力（据一大师讲70年代就有稀土基BMG），所有的稀土元素应该都可以形成BMGs，缺点是脆，功能性开发是方向。
9) Al-system: 轻质，高强（GPa），玻璃形成能力差 (Al-MGs是1988年UVa研究准晶材料时所带来的副产品，偶然发现的），Al-BMGs 开发极具挑战性，其应用前景非常光明。
10) Hf-BMGs: 高密度是其主要特点，有利于增强破甲能力？
欢迎大家就这一主题展开讨论和补充。Cu-BMGs，磁性BMGs, 腐蚀，氧化，微成型.....................

[ Last edited by hslining on 2009-9-10 at 14:08 ]

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