111 / 2021-05-25 14:25:34

假想温度对块体金属玻璃纳米摩擦行为的影响

由于金属玻璃的原子结构长程无序，没有平移对称性，原子结构的复杂性使得难以通过实验手段直接定量表征合金的原子结构，致使金属玻璃的结构与性能之间的关系研究一直难有重大进展，短时间内还难以达到通过调控原子结构达到提升合金性能的目的。基于此，我们研究了不同假想温度对Zr基金属玻璃的纳米摩擦行为的影响，期望对金属玻璃的结构与摩擦磨损性能之间的内在关系有更深的认识。在弹性变形阶段，摩擦系数随假想温度的增加而降低，而在塑性变形阶段，摩擦系数反而随假想温度的增加而增加，这是由于结构密排程度和弹性回复能力在两种阶段中的贡献程度不同而造成的。弹性阶段主要以界面摩擦为主，假想温度低的金属玻璃的空位体积更大，原子排布更密，针尖与样品表面的粘着力更大，摩擦系数则更高，而在塑性阶段，粘着摩擦的影响逐渐降低，能量耗散主要来自于塑性变形，犁沟效应占主导地位，假想温度低的金属玻璃硬度和弹性模量更高，弹性回复能力也更强，导致犁削面的摩擦力更低，摩擦系数更低。另外，滑动摩擦过程中的材料堆积效应也是贡献高假想温度金属玻璃的摩擦系数更高的因素之一。