[发明专利]激光辐照可视化非晶合金压痕周边亚表面剪切带的方法

说明书

本发明涉及一种激光辐照可视化非晶合金压痕周边亚表面剪切带的方法，属于激光表面检测技术领域。该方法为：在抛光的非晶合金表面进行纳米压痕；之后抛光去除压痕周边表面剪切带，超声清洗后在氩气氛围内进行激光辐照，设定激光频率、速度、功率密度和扫描路径，利用剪切带对激光能量有增强吸收的特性，使压痕周边亚表面剪切带在光学显微镜下清晰显现出来。本发明为非晶合金内部剪切带的可视化提供了一种方法，有助于探究载荷作用下非晶合金内部剪切带演变过程与塑性变形机制，为非晶合金塑性提升提供了技术支撑。本发明优点在于：样品制备与实验操作简单，可实现大面积非晶合金内部剪切带的可视化，且不依赖于昂贵探测设备，成本低。

技术领域

本发明涉及激光表面检测技术领域，特别涉及一种激光辐照可视化非晶合金压痕周边亚表面剪切带的方法。本发明提供了一种非晶合金内部剪切带的可视化方法，为研究载荷作用下非晶合金内部剪切带演变过程与塑性变形机制提供一种新的技术方案，在非晶合金材料制备、基础特性研究、加工与应用领域具有广泛的应用前景。

背景技术

非晶合金由于具有长程无序、短程有序的原子结构，展现出良好的机械、力学、物理和化学特性，如良好的耐磨性和耐腐蚀性、高的硬度和强度等。因此，非晶合金被认为是理想的结构与功能材料。然而，非晶合金的拉伸塑性较差，常常会出现类似脆性材料的突发断裂，限制了其作为结构材料的广泛应用。所以，提高非晶合金的塑性变形能力是非晶合金广泛应用迫切需要解决的难题之一，然而在此之前，首先需要研究阐明其塑性变形机制。目前，剪切带被认为是非晶合金塑性变形的主要载体，所以首先需要探明载荷作用下非晶合金剪切带的相关行为与演化过程。然而，剪切带尺寸小，空间分布复杂，观测起来难度较大，特别是探测内部剪切带的分布与演化难度更大。目前，大多是通过扫描电镜等观察载荷作用后非晶合金表面剪切带特性与分布，来推测其演化过程。对于内部剪切带的探测，目前常用的是通过透射电镜来观察，但是由于透射电镜视场狭窄，仅能获取非常局部的剪切带信息；而基于X-ray等探测手段得到的也是非晶合金内部剪切带等缺陷的重构图像，不能直接获取直观的内部剪切带特性，而且探测分辨率低、探测深度有限。与此同时，基于透射电镜或者X-ray等的探测手段涉及的仪器设备十分昂贵，限制了其应用。为此，亟需发展新的非晶合金内部剪切带检测方法，特别是大面积非晶合金内部剪切带可视化方法。

发明内容

本发明的目的在于以非晶合金压痕周边亚表面剪切带的可视化为例，提供一种基于激光辐照实现非晶合金内部剪切带可视化检测的方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明对于探究载荷作用下非晶合金内部剪切带演变过程与塑性变形机制具有重要意义。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现，其特征在于实施的工艺步骤是:(1)采用湿法机械研磨，依次使用120#、400#、800#、1200#、2000#的碳化硅砂纸对非晶合金进行表面研磨；

(2)将步骤(1)中经过砂纸研磨的非晶合金进行机械抛光，所用抛光布为尼龙抛光布，抛光时所用的抛光膏为W0.5的金刚石抛光膏，把抛光后的非晶合金依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声清洗,之后用吹风机将其吹干；

(3)采用纳米压痕的方式对步骤(2)抛光后的非晶合金进行塑性预变形，在非晶合金表面预制剪切带。纳米压痕过程中所用载荷为1200mN，加载速度为50mN/s；

(4)将步骤(3)中经过纳米压痕的非晶合金进行机械抛光，抛去压痕周边表面的剪切带。所用抛光布为尼龙抛光布，抛光时所用的抛光膏为W0.5的金刚石抛光膏，把抛光后的非晶合金依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声清洗，之后用吹风机将其吹干；