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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 非晶合金 » 【讨论】非晶断裂的原因
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hslining

木虫 (正式写手)

[交流] 【讨论】非晶断裂的原因

2mm以上尺寸BMG在室温准静态压缩时，通常会发生断裂失效。请问：
（1）这种导致BMG断裂的根本原因是什么？是自由体积增加or绝热温升引起的软化，剪切失稳，还是其他因素？
（2）若存在绝热温升，这种热是否应该是塑性功引起的？
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1楼 2009-09-12 09:20:33
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sfguo2005

木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
Sample-size effects on compressive deformation behavior have been carefully studied for several bulk
amorphous alloy systems. The yielding strength is almost unchanged for all sized samples but the
compressive plasticity is increased with the decrease of the sample sizes. It was found that there existed
a critical plane energy density above which the catastrophic fracture would occur. This critical energy
density is dependent on the composition of the glassy samples but independent of the sample sizes.
Large samples reach the critical plane energy density within much smaller strain, thus resulting in the
observed size-dependence of the macroscopic plasticity.
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2楼2009-09-12 12:37:53
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hslining

木虫 (正式写手)

关于此帖科学网上相关讨论

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2009-9-12 10:05:14  http://www.sciencenet.cn/bbs/favorites.asp?menu=add&url=topic&name=140620 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152# http://www.sciencenet.cn/bbs/friend.asp?menu=add&username=mqjiang http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152&yin=140620#hf http://www.sciencenet.cn/bbs/delrevert.aspx?id=140620&t=63152 http://www.sciencenet.cn/bbs/adminmodrevert.aspx?id=140620 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152#hf 2楼
沿45度方向的断裂，通常是由剪切带诱导的。STZs运动引起的剪切带形成，一般认为有两种原因，free volume softening or thermal softening. 具体过程，请参见
  http://www.sciencenet.cn/bbs/download.aspx?id=200991295658557 (文件大小:1145k)
绝热温升，必然是由塑性功转化来的。
至于沿90度左右的断裂，STZ模型已经无法解释了。因此，我们提出了作为准解理元过程的TTZ模型  http://www.sciencenet.cn/bbs/download.aspx?id=200991210241213 (文件大小:1974k)。
因此，我们以后提及金属玻璃的断裂，不能仅仅归因于剪切带。STZ和TTZ都能诱导最终的断裂过程，分别类似于传统合金中的延性断裂和解理断裂。
===================================================================
hslining：恭喜你获得了5个金币的奖励！
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2009-9-12 10:12:56  http://www.sciencenet.cn/bbs/favorites.asp?menu=add&url=topic&name=140629 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152# http://www.sciencenet.cn/bbs/friend.asp?menu=add&username=mqjiang http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152&yin=140629#hf http://www.sciencenet.cn/bbs/delrevert.aspx?id=140629&t=63152 http://www.sciencenet.cn/bbs/adminmodrevert.aspx?id=140629 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152#hf 3楼
补充一下，在STZ诱导的剪切带－断裂过程中，我们分析了剪切带过程，发现自由体积软化是主控的，热是自由体积软化导致塑性产生后伴随的效应。
但是，在后期，分析表明温升可达到Tg，我们猜测，剪切带是自由体积控制的，而断裂是热控制的。这也是为什么热现象多在断裂过程中被观察到，而在剪切带过程中，尤其在前期，热现象不显著。

http://www.sciencenet.cn/bbs/Profile.aspx?uid=75535

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2009-9-12 13:57:13  http://www.sciencenet.cn/bbs/favorites.asp?menu=add&url=topic&name=140694 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152# http://www.sciencenet.cn/bbs/friend.asp?menu=add&username=hslining http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152&yin=140694#hf http://www.sciencenet.cn/bbs/delrevert.aspx?id=140694&t=63152 http://www.sciencenet.cn/bbs/adminmodrevert.aspx?id=140694 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152#hf 4楼
感谢Dr. Jiang，欢迎大家继续讨论。
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2009-9-12 15:31:52  http://www.sciencenet.cn/bbs/favorites.asp?menu=add&url=topic&name=140720 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152# http://www.sciencenet.cn/bbs/friend.asp?menu=add&username=BBQ http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152&yin=140720#hf http://www.sciencenet.cn/bbs/delrevert.aspx?id=140720&t=63152 http://www.sciencenet.cn/bbs/adminmodrevert.aspx?id=140720 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152#hf 5楼
为什么是 >2mm的样品啊?
小小样品的压缩断裂竟有这么大学问, 那么多公式看得我头都大了,也没看明白.
这种压缩塑性可能会很好,而拉伸塑性一点都没有的现象, 是非晶特有的现象吗? 晶态材料里哪个有相似的特征. 增韧陶瓷是不是也是这样, plastic under constrained condition, brittle under unconstrained loading condition?

http://www.sciencenet.cn/bbs/Profile.aspx?uid=75535

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2009-9-12 16:05:36  http://www.sciencenet.cn/bbs/favorites.asp?menu=add&url=topic&name=140729 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152# http://www.sciencenet.cn/bbs/friend.asp?menu=add&username=hslining http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152&yin=140729#hf http://www.sciencenet.cn/bbs/delrevert.aspx?id=140729&t=63152 http://www.sciencenet.cn/bbs/adminmodrevert.aspx?id=140729 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152#hf 6楼
呵呵，要表达的是常见的断裂通常发生在稍大一点的尺寸上，这个没有明确的界限。
在计算绝热温升时，shear band velocity对其结果具有决定性影响。对剪切带的扩展速率，前面也有相关讨论（http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=60168）。但这些数据相差甚大（Greer的~2000m/s，WJ wright最新文献里报道的2.8m/s，到Nieh的400um/s），计算出来的温升也会从几十K波动到1000多K，这样的结果无法判断温升是否大于Tg。
那么，绝热温升到底该如何计算，才比较合理？谢谢！
http://www.sciencenet.cn/bbs/Profile.aspx?uid=43310

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2009-9-12 16:09:01  http://www.sciencenet.cn/bbs/favorites.asp?menu=add&url=topic&name=140731 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152# http://www.sciencenet.cn/bbs/friend.asp?menu=add&username=mqjiang http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152&yin=140731#hf http://www.sciencenet.cn/bbs/delrevert.aspx?id=140731&t=63152 http://www.sciencenet.cn/bbs/adminmodrevert.aspx?id=140731 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=63152#hf 7楼
计算永远是先验性的。
要得到精确的温升，只有精确测定其扩展速度或者采用高分辨的测温系统，无其它办法。
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3楼2009-09-12 17:46:20
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zhangbo329

铁虫 (初入文坛)
★
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在后期，分析表明温升可达到Tg，我们猜测，剪切带是自由体积控制的，而断裂是热控制的。这也是为什么热现象多在断裂过程中被观察到，而在剪切带过程中，尤其在前期，热现象不显著。
我想请教一下，如何在剪切带过程中观察热现象？
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4楼2009-11-27 16:52:23
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