1. 研究目的与意义（文献综述）

块体非晶合金，又称金属玻璃(bulk metallic glass, bmg)，是近几十年出现的一种具有新型微观组织结构的金属功能与结构材料，它是釆用现代快速冷凝技术冶金方法，将熔融的母合金以较高的冷却速度快速凝固而成，其结构特点为短程（在15埃范围内）有序、长程无序的亚稳态结构^[1]。这与晶体材料的原子排列结构不同。晶态金属材料的原子排布具有高度的长程和短程有序，呈现出周期性排列的特征。块体非晶合金x射线衍射(x-ray diffraction, xrd)测试图谱会呈现出一个弥散峰，而不是一般晶态材料所具有的尖锐布拉格衍射峰。块体非晶合金的微观结构也异于传统的非晶氧化物玻璃，氧化物玻璃中的原子结合方式是共价键，而非晶态合金中原子则是以金属键相结合的。因此，块体非晶合金既具有金属材料的一些特殊性能，又由于没有晶界、位错以及原子排布的长程有序性，而具有不同于晶态金属材料的优异性能^[2-4]。人类很早就开始利用非晶态材料，如玻璃。很多生物体也是非晶材料或由非晶相组成。尽管发现非晶的时间很早，非晶合金大约20世纪60年代才发展起来。1958年，turnbull等讨论了液态过冷对非晶态的影响，揭开了非晶合金研究的序幕。1960年，duwez等采用熔体快淬法首次制得au-si非晶合金一般来说，熔体快淬法需要非常高的冷却速率(大于10⁵ k/s)。因此，早期非晶合金的三维尺寸受到限制，只能制得很细或很薄的丝、片和粉末状的非晶合金。为了克服非晶合金的形状及尺寸的限制，几十年来寻求具有很强非晶形成能力、制出大块状非晶合金一直是非晶领域内科学家们追求的目标^[1-5]。

非晶合金具有良好的物理和化学性能，由于其没有晶体结构和位错缺陷，强度远高于普通晶态金属材料，为制备新型高强度合金提供了一条新的途径，在航空航天、汽车、精密制造、电子通讯与计算机、生物医学等领域有着广阔的应用前景^{[5, 6]}。非晶合金作为结构材料也表现出极高的应用潜力，然而在室温下，其变形表现出高度的局部化，即变形只集中在少量的几个很窄剪切带中，这易导致非晶合金没有宏观塑性变形就发生灾难性的断裂^[7-9]。非晶合金的室温脆性限制了其工程应用。

锆基块体非晶合金不仅具有诸多块体非晶合金的优点，还有比强度高、非晶形成能力好、临界尺寸大等优点，在多个领域得到了应用，并且进一步推广应用前景良好^[10-19]。锆基块体非晶合金具有特殊的回弹与振动性能，能够传递99%的能量到球上，锆基非晶高尔夫球头已实用化，并且有望在其他体育器材上，如滑雪、棒球、滑冰、网球拍、自行车和潜水装置等许多项目中得到应用。由于锆基块体非晶合金在过冷温度区间内具有良好的超塑性流变特性，可以直接做出高精度形状复杂的微小部件，锆基块体非晶合金已用于制备高精密齿轮和轴承。锆基块体非晶合金具有高抗拉强度、高弹性极限、高冲击断裂韧性、良好的耐腐蚀性、良好的延展性、优异的固有低频振动阻尼性能、高的电催化活性，添加铁后具有良好的磁性能^[10-12]。锆基非晶合金具有良好的动态压缩性能以及正应变率效应，可以提高非晶材料弹丸侵彻装甲钢板的性能，有望在武器装备方面得到应用^[13]。锆基块体非晶合金在电极材料、电子、仪器仪表等工业也有应用前景。作为新型的结构和功能材料，锆基块体非晶合金吸引了国内外广大科研工作者^[14-19]。随着锆基块体非晶合金临界尺寸的不断增大，可能应用在工程结构部件领域。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容

1）采用差示扫描量热法研究锆基块体非晶合金zr₅₀cu_40-xal₁₀pd_x (x=0-15)的热学性能。

2）采用x射线衍射法和显微硬度分析研究不同热处理条件下锆基块体非晶合金zr₅₀cu_40-xal₁₀pd_x (x=0-15)的组织结构演化和机械性能。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：进行样品切割和打磨。采用差示扫描量热法研究热学性能。在不同条件下进行热处理，并且对热处理后的样品进行打磨和抛光。

第8－11周：采用x射线衍射法和显微硬度分析研究不同热处理条件下锆基块体非晶合金组织结构演化和机械性能。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]suryanarayana c,inoue a. bulk metallic glasses[m]. 2010, crc press.

[2]wang w h, dong c, shek c h. bulk metallic glasse[j].materials science and engineering r,2004,44(2-3):45-89.

[3]loffler j f. bulk metallic glass[j].intermetallics,2003,11(6):529-540.