玻璃與非晶質材料

某Zr基塊狀金屬玻璃的降伏強度為1.8 GPa,楊氏模數為90 GPa。以 σy/E 估算的彈性應變極限,與結晶性金屬材料的比較,正確的組合為下列何者?

  1. A約0.020%,比多數結晶性金屬材料小
  2. B約2.0%,比多數結晶性金屬材料(未滿1%)大
  3. C約2.0%,與多數結晶性金屬材料同等程度
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正確答案:B. 約2.0%,比多數結晶性金屬材料(未滿1%)大

σy/E = 1.8/90 = 0.020,也就是約2.0%。鋼(降伏應力0.5 GPa、楊氏模數200 GPa)約為0.25%,即使是高強度鈦合金(0.9 GPa、110 GPa)也約為0.8%,因此金屬玻璃的彈性應變極限大得多。這是因為金屬玻璃沒有差排而降伏強度高,另一方面楊氏模數常比相同成分的晶體低約3成。單位體積儲存的彈性能 σy²/(2E) 約為18 MJ/m³而很大,被應用在彈簧與高爾夫球桿的擊球面等。約0.020%是忘了把0.020換算成百分率的值。

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