Page 36 - 理化检验-物理分册2023年第一期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202301007

                           金属玻璃热力学特征温度的表征方法





                                             王大刚, 谢盛辉, 曾玉祥, 罗俊旋



                                          ( 深圳大学 材料科学与工程学院, 深圳 518060 )
                                                                                                    两种
                    摘 要: 采用 DSC , DIL 和 DMA 法分别表征了 Zr 60 Cu 28Al 12       和 Zr 63.78 Cu 14.72Ni 10Al 10Nb 1.5
                 金属玻璃的热力学特征温度。结果表明: 采用这3种测试方法都能有效界定金属玻璃的玻璃化转
                 变和结晶过程; DSC和 DMA 法表征玻璃化转变过程比 DIL法更敏感; 用 DSC 法的转变中点、 DIL
                 法的拐点及 DMA 法的起始点表征金属玻璃的玻璃化转变温度所得结果相当; DSC 和 DIL 法都能
                 有效分离多重结晶过程, DSC法表征的结晶温度比 DIL法低, 而 DMA 法较难分辨多重结晶过程,
                 表征的结晶温度最低。



                    关键词: 金属玻璃; 玻璃化转变; 结晶; 热力学特征温度

                    中图分类号: TB31 ; N33 ; TG146.4   文献标志码: A   文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 01-0024-03

                          Characterizationmethodsofthermod y namiccharacteristic

                                           tem p eratureofmetallic g lass

                                     WANGDa g an g XIEShen g hui , ZENGYuxian g LUOJunxuan
                                                ,
                                                                         ,

                        ( Colle g eofMaterialsScienceandEn g ineerin g , ShenzhenUniversit y , Shenzhen518060 , China )



                     Abstract : Thethermod y namiccharacteristictem p eraturesofZr 60 Cu 28Al 12 andZr 63.78 Cu 14.72Ni 10Al 10Nb 1.5

                 metallic g lasseswerecharacterizedb yDSC , DILandDMA , res p ectivel y .Theresultsshowthatthe g lasstransition

                andcr y stallizationp rocessesofmetallicg lassescouldbeeffectivel ydefinedb y thesethreetestmethods.DSCand

                DMAweremoresensitivethanDILincharacterizin gg lasstransitionp rocess.Theg lasstransitiontem p eratureof

                 metallic g lassescharacterizedb y themid p ointofDSC , theinflexionp ointofDILandthestartin gp ointofDMA

                weresimilar.BothDSCandDILcouldeffectivel y se p aratethemulti p lecr y stallizationp rocess.Thecr y stallization

                tem p eraturecharacterizedb yDSCwaslowerthanthatb yDIL , whileDMA wasmoredifficulttodistin g uishthe

                 multi p lecr y stallizationp rocess , andthecr y stallizationtem p eraturecharacterizedb yDMAwasthelowest.


                     Ke y words : metal g lass ; g lasstransition ; cr y stal ; thermod y namiccharacteristictem p erature
                                            ) 为高聚物自由           化、 热效应、 力学性质及电磁性质变化等。差示扫描
               高聚物的玻璃化转变温度( T g
            体积降低到一临界值的温度, 在该临界值温度以下,                           量热仪( DSC )、 动态热机械分析仪( DMA )、 热膨胀
            已经没有足够的空间进行分子链构象的调整, 整个                            仪( DIL ) 都属于热分析仪器, 都可以表征玻璃化转
            分子链被冻结。随着温度升高, 高聚物膨胀, 当温度                          变过程   [ 1 ] 。
                    时, 分子热运动有足够的能量使分子链重                            金属玻璃和传统金属合金的化学成分类似, 结
            超过T g
            新获得运动能量和自由空间, 从而发生结构和性能                            构却截然不同。传统的晶态合金原子排列有序, 而
            的突变。玻璃化转变过程可以对应高聚物的体积变                             金属玻璃的原子短程有序, 长程无序                [ 2 ] 。金属玻璃
                                                               的原子由无方向性金属键组成, 相比高聚物更加简
                                                               单。金属玻璃具有局域团簇和缺陷( 自由体积), 在
                收稿日期: 2022-04-02
                基 金 项 目:深 圳 大 学 研 究 生 教 育 改 革 研 究 项 目
                                                               中程具有一定有序性。随着温度升高, 这种局域原
            ( SZUGS2021JG04 ); 深圳大学教学教改项目( JG2021002 )
                作者简介: 王大刚( 1985- ), 男, 硕士, 实验师, 主要从事仪器设        子会产生局域流动, 当局域原子批量流动时, 玻璃态
            备管理、 教学实验和实验室管理工作                                  向黏流态转变, 因此金属玻璃也具有玻璃化转变过

                通信作者: 谢盛辉, shen g huixie@163.com               程, 同样 可 以 用 玻 璃 化 转 变 测 试 的 手 段 来 表 征
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