题目：锆基非晶合金的磨损性能及离子注入对其影响

锆基非晶合金系具有强大的玻璃形成能力(GFA)和宽大的过冷液相区, 能较为容易地制备出质量很好的块体非晶合金。同时, 它还具有一系列优异的力学性能：高的抗拉强度、高的弹性能、高的冲击断裂性能、高的耐腐蚀性能、添加铁后具有良好的磁性能。本论文研究了Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的常温及高温下的磨损机理及失效机制。Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的硬度随温度升高而降低，在350℃最低，而后随温度升高逐渐增大，在420℃附近出现极大值。随温度的升高，Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的磨损量先升高后下降，在100℃左右磨损量最大。随着磨损温度的继续升高，非晶部分晶化，硬度增加，抗磨损性能提高。Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的磨损机理主要是脆性剥落。其中，常温和100℃时剥落情况最严重，随着温度升高，脆性下降并且氧化磨损加剧，非晶的抗磨损性能不断增强。 离子注入是一种有效的材料表面改性方法，它是将某些气体或金属元素的蒸气进行电离形成正离子，经高压电场加速，使离子获得很高速度后射入工件表面，以改变其表层成分和相结构，从而改变工件表面的物理、化学及力学性能。离子注入能在不改变材料基体性能的情况下，有选择地改善材料表面的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性和抗疲劳性等。本实验在Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金表面注入了Co离子，并研究了离子注入对其抗磨损性能的影响。Co离子注入可以在离子注入影响范围内提高Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的硬度、弹性模量，分别由未注入时的9.5GPa、117 GPa提高到注入后的10.8GPa、136 GPa；Co离子注入还可以提高Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金吸收塑性变形能的能力。 Co离子注入可以改变Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的表面物相，使其晶化。在以SiC为摩擦副的条件下，Co离子注入使Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的塑性变形减弱，脆性剥落减少，从而提高它的磨损性能；在以碳钢为摩擦副的条件下，由于Co离子注入后Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金与碳钢的粘着性提高，锆基非晶转移到碳钢的表面，使抗磨损性能下降。