金屬玻璃(又稱非晶合金)是指在固態下原子排列具有短程有序而長程無序,并在一定溫度范圍內保持這種狀態相對穩定的金屬合金。近十幾年來,塊體金屬玻璃的發展更是其發展過程的一個里程碑,使得金屬玻璃作為結構材料成為可能。
與傳統晶體材料相比,塊體金屬玻璃具有較高的強度(~2GPa)、大的彈性極限(2%~3%)及良好的耐腐蝕性等突出優點。正是由于其獨特性能,使得塊體金屬玻璃在體育用品、電子、醫學及國防等領域得到了越來越廣泛的應用。
然而金屬玻璃在室溫承載失效時幾乎沒有塑性應變產生,表現為典型的脆性斷裂方式,因而嚴重限制了其作為工程材料的應用。圍繞塊體金屬玻璃室溫塑性的改善,國內外開展了廣泛的研究。近年來的研究發現,在塊體金屬玻璃組織中引入第二相可以改變剪切帶的分布從而增加其室溫塑性,獲得綜合力學性能較好的新材料。這種第二相可以是外加的,也可以是內生的。其中,鎢絲增強鋯基金屬玻璃復合材料因其獨特的性能而備受關注。Zr基塊體金屬玻璃在拉應力或壓應力作用下,會發生有剪切力引起的剪切斷裂,斷裂面在最大切應力的作用面內,有很好的自銳性,用鎢絲增強后,提高了強度和密度,達到了高密度、自銳性的特殊要求,可以用作穿甲材料。通過合理的界面和體積分數控制,目前已經制備的這類復合材料中最大壓縮斷裂強度高達2600MPa,塑性達到13.5%。目前制備鎢絲增強塊體金屬玻璃復合材料的主要方法是滲流鑄造法,然而受金屬玻璃合金玻璃形成能力的影響,該方法只能制備一些較小尺寸和簡單形狀(棒狀和板狀)的試樣,極大的限制了這類材料的應用范圍。
本項目是一種短流程、適合于大規模工業生產、并能獲得完全清潔復合界面的金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續制備設備與工藝。
已申請專利:陳曉華, “一種金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續制備設備與工藝”,中國發明專利授權號:ZL200710120355.4.授權公告日:2009年10月28日
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