Низкотемпературная аномалия пластичности объемного металлического стекла Zr₆₄,₁₃Cu₁₅,₇₅Ni₁₀,₁₂Al₁₀

Abstract

В интервале температур 300–4,2 К изучена пластическая деформация и разрушение при сжатии цилиндрических образцов объемного металлического стекла Zr₆₄,₁₃Cu₁₅,₇₅Ni₁₀,₁₂Al₁₀. При температуре 300 К деформационная кривая имеет скачкообразный характер, обусловленный распространением тонких полос сдвига. При деформации ~ 3–4% наблюдается катастрофическое, неконтролируемое разрушение образцов, происходящее в результате распространения полосы макроскопического сдвига со скоростью (порядка 10³ м/с), сравнимой со скоростью звука. Понижение температуры от 300 до 170 и 77 К изменяет характер деформационных кривых от скачкообразного к плавному. Обнаружена интересная низкотемпературная аномалия процесса деформации: при температурах 170 и 77 К наблюдается «медленное» (со скоростью порядка 10⁻⁶ м/с) распространение одной макроскопической полосы сдвига. Охлаждение до 4,2 К приводит к исчезновению макроскопической пластичности образцов, а их разрушение происходит, как и при 300 К, в результате распространения полосы катастрофического сдвига с околозвуковой скоростью.

В інтервалі температур 300–4,2 К вивчено пластичну деформацію та руйнування при стиску циліндричних зразків об’ємного металевого скла Zr₆₄,₁₃Cu₁₅,₇₅Ni₁₀,₁₂Al₁₀. При температурі 300 К деформац ійна крива має стрибкоподібний характер, який обумовлено розповсюдженням тонких смуг зсуву. При деформації ~ 3–4% спостерігається катастрофічне, неконтрольоване руйнування зразків, що відбувається в результаті поширення смуги макроскопічного зсуву зі швидкістю (порядку 10³м /с), яка приблизно співпадає зі швидкістю звуку. Зниження температури від 300 до 170 і 77 К змінює характер деформаційних кривих від стрибкоподібного до плавного. Виявлено цікаву низькотемпературну аномалію процесу деформації: при температурах 170 і 77 К спостерігається «повільне» (зі швидкістю порядку 10⁻⁶ м/с) поширення однієї макроскопічної смуги зсуву. Охолодження до 4,2 К призводить до зникнення макроскопічної пластичності зразків, а їхнє руйнування відбувається, як і при 300 К, у результаті поширення смуги катастрофічного зсуву зі швидкістю, наближеною до звукової.

Compression plastic deformation and failure of cylindrical samples of Zr₆₄.₁₃Cu₁₅.₇₅Ni₁₀.₁₂Al₁₀ bulk metallic glass were studied in the temperature range of 300–4.2 K. At temperature T = 300 K the deformation curve is serrated due to the propagation of narrow shear bands. At a deformation level of about 3–4% a catastrophic, uncontrolled failure of the specimens occurs resulting from the propagation of the macroscopic shear band at a rate ~ 10³ m/s comparable with the sound velocity. A decrease of temperature from 300 K down to 170 and 77 K changes the type of deformation curves from the jump-like type to a smooth one. An interesting low-temperature anomaly of the deformation process has been registered: at temperatures of 170 and 77 K a «slow» propagation of the single macroscopic shear band at a rate of about 10⁻⁶ m/s is observed. Cooling down to 4.2 K causes the macroscopic plasticity of the specimens to disappear, and their failure results (as in the case of 300 K) from the propagation of the catastrophic shear band at a nearsonic velocity.