魏新权 毕甲紫 李然

(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100191)

超高强块体非晶合金的研究进展∗

魏新权 毕甲紫 李然†

(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100191)

(2017年6月8日收到;2017年7月16日收到修改稿)

研制具有极限力学性能的金属材料一直是材料研究人员的梦想.超高强块体非晶合金是一类具有极高断裂强度(≥4 GPa)、高热稳定性(玻璃化转变温度通常高于800 K)和高硬度(通常高于12 GPa)的新型先进金属材料,其代表合金材料Co-Ta-B的断裂强度可达6 GPa,为目前公开报道的块体金属材料的强度记录值.本文系统地综述了该类超高强度块体非晶合金的组分、热学性能、弹性模量及力学性能,阐述了该类材料的研发历程;以弹性模量为联系桥梁,阐明了该类超高强块体非晶合金材料各物理性能的关联性,并揭示了其高强度、高硬度的价键本质.相关内容对于材料工作者了解该类超高强度金属材料的性能和特点,并推进该类材料在航空航天先进制造、超持久部件、机械加工等领域的实际应用有着重要意义.

块体非晶合金,超高强材料,性能关联,材料设计

1 引 言

自人类开始利用材料以来,金属材料以其良好的力学性能(如高强度、可延展、适中的硬度等)和优异的加工成形性,在建筑、交通、工业、军事等领域有着广泛的应用,一直是人类社会不可或缺的原材料[1].然而,近年来随着以纤维增强树脂基复合材料为代表的新型高比强材料在先进制造业中……