[發(fā)明專利]激光輻照可視化非晶合金壓痕周邊亞表面剪切帶的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110039627.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN112858294B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃虎;崔明明;王超;錢永峰;洪婧;張洪洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/84
• 分類號(hào): G01N21/84;G01N1/32;G01N1/28
• 代理公司: 長(zhǎng)春市恒譽(yù)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發(fā)明涉及一種激光輻照可視化非晶合金壓痕周邊亞表面剪切帶的方法，屬于激光表面檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該方法為：在拋光的非晶合金表面進(jìn)行納米壓痕；之后拋光去除壓痕周邊表面剪切帶，超聲清洗后在氬氣氛圍內(nèi)進(jìn)行激光輻照，設(shè)定激光頻率、速度、功率密度和掃描路徑，利用剪切帶對(duì)激光能量有增強(qiáng)吸收的特性，使壓痕周邊亞表面剪切帶在光學(xué)顯微鏡下清晰顯現(xiàn)出來。本發(fā)明為非晶合金內(nèi)部剪切帶的可視化提供了一種方法，有助于探究載荷作用下非晶合金內(nèi)部剪切帶演變過程與塑性變形機(jī)制，為非晶合金塑性提升提供了技術(shù)支撐。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：樣品制備與實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大面積非晶合金內(nèi)部剪切帶的可視化，且不依賴于昂貴探測(cè)設(shè)備，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光表面檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光輻照可視化非晶合金壓痕周邊亞表面剪切帶的方法。本發(fā)明提供了一種非晶合金內(nèi)部剪切帶的可視化方法，為研究載荷作用下非晶合金內(nèi)部剪切帶演變過程與塑性變形機(jī)制提供一種新的技術(shù)方案，在非晶合金材料制備、基礎(chǔ)特性研究、加工與應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

背景技術(shù)

非晶合金由于具有長(zhǎng)程無序、短程有序的原子結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出良好的機(jī)械、力學(xué)、物理和化學(xué)特性，如良好的耐磨性和耐腐蝕性、高的硬度和強(qiáng)度等。因此，非晶合金被認(rèn)為是理想的結(jié)構(gòu)與功能材料。然而，非晶合金的拉伸塑性較差，常常會(huì)出現(xiàn)類似脆性材料的突發(fā)斷裂，限制了其作為結(jié)構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用。所以，提高非晶合金的塑性變形能力是非晶合金廣泛應(yīng)用迫切需要解決的難題之一，然而在此之前，首先需要研究闡明其塑性變形機(jī)制。目前，剪切帶被認(rèn)為是非晶合金塑性變形的主要載體，所以首先需要探明載荷作用下非晶合金剪切帶的相關(guān)行為與演化過程。然而，剪切帶尺寸小，空間分布復(fù)雜，觀測(cè)起來難度較大，特別是探測(cè)內(nèi)部剪切帶的分布與演化難度更大。目前，大多是通過掃描電鏡等觀察載荷作用后非晶合金表面剪切帶特性與分布，來推測(cè)其演化過程。對(duì)于內(nèi)部剪切帶的探測(cè)，目前常用的是通過透射電鏡來觀察，但是由于透射電鏡視場(chǎng)狹窄，僅能獲取非常局部的剪切帶信息；而基于X-ray等探測(cè)手段得到的也是非晶合金內(nèi)部剪切帶等缺陷的重構(gòu)圖像，不能直接獲取直觀的內(nèi)部剪切帶特性，而且探測(cè)分辨率低、探測(cè)深度有限。與此同時(shí)，基于透射電鏡或者X-ray等的探測(cè)手段涉及的儀器設(shè)備十分昂貴，限制了其應(yīng)用。為此，亟需發(fā)展新的非晶合金內(nèi)部剪切帶檢測(cè)方法，特別是大面積非晶合金內(nèi)部剪切帶可視化方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于以非晶合金壓痕周邊亞表面剪切帶的可視化為例，提供一種基于激光輻照實(shí)現(xiàn)非晶合金內(nèi)部剪切帶可視化檢測(cè)的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明對(duì)于探究載荷作用下非晶合金內(nèi)部剪切帶演變過程與塑性變形機(jī)制具有重要意義。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，其特征在于實(shí)施的工藝步驟是:(1)采用濕法機(jī)械研磨，依次使用120#、400#、800#、1200#、2000#的碳化硅砂紙對(duì)非晶合金進(jìn)行表面研磨；

(2)將步驟(1)中經(jīng)過砂紙研磨的非晶合金進(jìn)行機(jī)械拋光，所用拋光布為尼龍拋光布，拋光時(shí)所用的拋光膏為W0.5的金剛石拋光膏，把拋光后的非晶合金依次放入丙酮、無水乙醇、去離子水中進(jìn)行超聲清洗,之后用吹風(fēng)機(jī)將其吹干；

(3)采用納米壓痕的方式對(duì)步驟(2)拋光后的非晶合金進(jìn)行塑性預(yù)變形，在非晶合金表面預(yù)制剪切帶。納米壓痕過程中所用載荷為1200mN，加載速度為50mN/s；

(4)將步驟(3)中經(jīng)過納米壓痕的非晶合金進(jìn)行機(jī)械拋光，拋去壓痕周邊表面的剪切帶。所用拋光布為尼龍拋光布，拋光時(shí)所用的拋光膏為W0.5的金剛石拋光膏，把拋光后的非晶合金依次放入丙酮、無水乙醇、去離子水中進(jìn)行超聲清洗，之后用吹風(fēng)機(jī)將其吹干；