Microstructure-Property Optimization in Metallic Glasses

این پایان نامه شامل یک مطالعه عمیق از بررسی روابط ریزساختار-ویژگی در شیشه های فلزی حجیم با استفاده از یک رویکرد کمی جدید است که توسط آن تأثیر ویژگی های فاز دوم بر خواص مکانیکی می تواند به طور مستقل و سیستماتیک تجزیه و تحلیل شود. نویسنده تغییر شکل الاستیک و پلاستیک و همچنین چقرمگی کلی لانه زنبوری سلولی را تحت فشار درون صفحه و ساختارهای ناهمگن متخلخل تحت کشش تک محوری ارزیابی و بهینه می کند. این مطالعه سه ناحیه تغییر شکل عمده را در ساختارهای شیشه‌ای فلزی سلولی نشان می‌دهد، که در آن تغییر شکل از کمانش جمعی که خاصیت ارتجاعی غیرخطی را نشان می‌دهد تا شکست موضعی که تغییر شکلی شکننده مانند را نشان می‌دهد، و در نهایت به شکست ناگهانی سراسری با انعطاف پذیری ناچیز به عنوان نسبت طول به ضخامت تغییر می‌کند. رباط ها افزایش می یابد نویسنده دریافت که فاصله و اندازه منافذ، پیکربندی منافذ درون ماتریس، و عرض کلی نمونه، میزان تغییر شکل را تعیین می‌کند، جایی که مقادیر بهینه شده برای نسبت قطر منفذ به فاصله یک با انباشته شدن منافذ نوع AB به دست می‌آید. .

This thesis consists of an in-depth study of investigating microstructure-property relationships in bulk metallic glasses using a novel quantitative approach by which influence of the second phase features on mechanical properties can be independently and systematically analyzed. The author evaluates and optimizes the elastic and plastic deformation, as well as the overall toughness of cellular honeycombs under in-plane compression and porous heterostructures under uniaxial tension. The study reveals three major deformation zones in cellular metallic glass structures, where deformation changes from collective buckling showing non-linear elasticity to localized failure exhibiting a brittle-like deformation, and finally to global sudden failure with negligible plasticity as the length to thickness ratio of the ligaments increases. The author found that spacing and size of the pores, the pore configuration within the matrix, and the overall width of the sample determines the extent of deformation, where the optimized values are attained for pore diameter to spacing ratio of one with AB type pore stacking.