【明日报告】博士学位论文答辩公告及研究生灵犀学术殿堂

块体非晶合金因其具有晶态合金所无法比拟的优异的物理、化学及力学性能，已经在电子、化工、机械等行业得到应用，同时在航空、航天、生物材料及汽车工业等领域拥有广阔的应用前景。但是，采用传统铜模铸造法制备块体非晶合金时通常存在临界冷速和尺寸的限制，这严重制约了非晶合金在实际工程领域的应用和发展。激光立体成形技术所具有的逐点离散熔覆沉积增材制造成形特征使得制备出超铸造临界尺寸限制的大块非晶合金成为可能。本文以目前研究应用较为广泛的Zr55Cu30Al10Ni5(Zr55)非晶合金为对象，研究了其在激光重熔及激光立体成形过程中熔池及热影响区的晶化行为，并从组织遗传性出发，分析了Zr55粉末初始状态在激光立体成形过程中的遗传行为及影响机制，最终在此基础上探索了Zr55大尺寸块体非晶合金的力学性能。

论文的主要工作和创新点有：

(1) 指出了激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金时，氧含量对已沉积层在后续熔覆沉积过程中的结构弛豫和晶化行为具有重要影响，实现了非晶含量达68.5 wt.%的尺寸为37×37′10 mm3的Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金制备。

(2) 揭示了Zr55Cu30Al10Ni5合金熔覆沉积层中从熔池区到热影响区之间的梯度组织结构晶化特征，结合有限元计算结果及快速凝固理论模型揭示了熔覆沉积层梯度组织结构演变的形成机制。

(3) 明晰了Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金从低速加热(<30K/s)到激光快速加热(~104K/s)大范围变加热速率条件下的非等温加热过程中的晶化机理，通过建立熔覆层热影响区非晶晶化的数值模型，确定了该非晶合金在激光快速加热时的晶化激活能。

(4) 揭示了Zr55Cu30Al10Ni5粉末尺寸及粉末晶化状态对激光熔池凝固及热影响区晶化行为的影响机制。发现大粒径粉末(53-75 mm)所制熔覆层的非晶含量高于小粒径粉末(106-150 mm)，同时，不同温度退火态粉末所制熔覆层的晶化程度及枝状共晶的尺寸较未退火态粉末明显减小。

[1]Y. Y. Zhang, X. Lin, L. L. Wang, L. Wei, F. G. Liu and W. D. Huang. Microstructural analysis of Zr55Cu30Al10Ni5 bulk metallic glasses by laser surface remelting and laser solid forming [J]. Intermetallics. 2015, 66: 22-30. (IF=3.140, SCI: 000360251000004, EI: 20152801025858, 对应论文第三章)

[2]Y. Y. Zhang, X. Lin, L. Wei, F. G. Liu and W. D. Huang. Influence of powder size on the crystallization behavior during laser solid forming Zr55Cu30Al10Ni5 bulk amorphous alloys [J]. Intermetallics. 2016, 76: 1-9. (IF=3.140, SCI: 000380591100001, EI: 20162602542464, 对应论文第五章)

[3]张媛媛，林鑫，杨海欧，李加强，任永明. 粉末状态对激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金晶化行为的影响[J]. 物理学报. 2015, 64(16): 335-343. (IF=0.624, SCI: 000362976800037, EI: 20153801290403, 对应论文第五章)

[4]张媛媛，林鑫，魏雷，任永明. 激光立体成形退火态Zr55Cu30Al10Ni5粉末的晶化行为[J]. 金属学报. 2017, 53(7): 824-832. (IF=0.584, SCI 4区, EI 源, 对应论文第五章)

[5]Y. Y. Zhang, W. J. Yao, W. Sun, J. Y. Wang, X. J. Han, N. Wang. Rapid growth and magnetic properties of Fe7Co3 intermetallic compound [J]. Applied Mechanics and Materials. 2012, 152: 501-506. (EI: 20120814793044, 对应论文第一章)

[6]张媛媛，林鑫，刘丰刚，杨高林. 非晶基材表面激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金[J]. 应用激光. 2014, 34(05): 371-376. (核心源, 对应论文第六章)  

Prof. Jonathan Alexander

Chancellor's Professor of English

Editor, College Composition and Communication

Director, Center for Excellence in Writing & Communication

University of California, Irvine

Prof. Michael Szalay

Chair, Department of English, University of California, Irvine