非晶态金属材料综述
非晶合金研究现状及应用发展综述
非晶合金研究现状及应用发展综述摘要：本文综述了块体非晶合金材料研究发展的历史和现状。
介绍了主要的非晶合金体系发展状况，并从块体非晶合金材料形成的成分与结构条件、热力学条件和动力学条件等方面阐述了块体非晶合金形成和稳定存在的机制。
较全面地列出并介绍了目前块体非晶合金材料的制备方法及其特色，并总结了非晶合金的性能特征和应用现状。
关键词：非晶合金；性能；应用；制备方法0 引言非晶态合金是指不具有长程有序但短程有序的金属合金,又由于其具有金属合金的一些特性,故它们也被称为玻璃态合金或者非结晶合金，属于非晶态材料中新兴的分支【1】。
与晶态合金相比，非晶合金具备许多优异性能，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等。
块体非晶合金材料的迅速发展，为材料科研工作者和工业界研究开发高性能的功能材料和结构材料提供了十分重要的机会和巨大的开拓空间。
1.非晶合金的结构综述非晶态合金的结构自从20世纪60年代发现首个Au-Si非晶态合金以来【2】,非晶态合金的原子结构就是人们关注的焦点,提出了多种非晶态合金结构模型,主要有:硬球无规密堆模型、微晶模型、连续无规网格模型、FCC/HCP密堆团簇堆积模型。
1.非晶合金的性能及应用非晶合金与普通钢铁材料相比，有相当突出的高强度、高韧性和高耐磨性。
根据这些特点利用非晶态材料和其它材料可以制备成优良的复合材料，也可以单独制成高强度耐磨器件。
在日常生活中接触的非晶态材料已有很多，如用非晶态合金制做的高耐磨音频视频磁头在高档录音、录相机中的广泛使用；把块体非晶合金应用于高尔夫球击球拍头和微型齿轮中；采用非晶丝复合强化的高尔夫球杆、钓鱼杆已经面市。
非晶合金材料已广泛用于轻、重工业、军工和航空航天业，在材料表面、特殊部件和结构零件等方面也都得较广泛的应用。
2.1部分应用场景（1）非晶态的力分布传感器非晶态合金因无结晶结构，故不存在晶界这样一些局部显示机械强度小的地方，所以具有高强度、高硬度的特性；原子是无序超密结构，所以电阻率高，使之制成器件工作时铁损小；无磁晶各向异性，对外部磁场变化敏感，所以检测磁变化灵敏度高：由于不存在结晶缺陷、晶界，所以耐蚀性好。
非晶材料文献综述
本科生毕业设计（论文）文献综述文献综述题目：Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能姓名：孙驰学院：材料学院班级：04320701指导教师：程焕武Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能文献综述1.非晶合金1.1非晶合金概述非晶合金材料是20世纪后期材料学领域发展迅速的新型材料，是亚稳金属材料的重要组成部分。
从组成物的原子模型考虑，物质可分为两类：一类为有序结构，另一类为无序结构。
晶体为典型的有序结构，而气态，液态和非晶态固体都属于无序结构。
在非晶体中的原子，分子的空间排列不呈现周期性和平移对称性，晶态长程有序受到破坏，知识由于原子间的相互关联作用，使其在几个原子间距的区间内仍然保持着有序特征，即具有短程有序，人们把这样一类特殊的物质状态统称为非晶态[1]。
非晶合金长程无序但短程有序，是指原子在空间排列上不呈周期性和平移对称性，但在1-2nm的微小尺度内，与近邻或次近邻原子间的键合具有一定的规律性。
短程有序可分为化学短程有序和几何短程有序。
化学短程有序是指合金元素的混乱状态，即每个合金原子周围的化学成分与平均成分不同的度量；几何短程有序包括拓扑短程序和畸变短程序。
非晶合金的微观结构与液态金属相似，但又非完全相同，液态金属的短程有序范围约为4个原子间距，而非晶合金约为5-6个原子间距，前者中原子可以做大于原子间距的热运动，后者的原子主要做运动距离小于一个原子间距的热运动。
非晶合金结构特征可以用径向分布函数RDF（r）=4πr2ρ（r）加以描述。
它表示以某个原子为中心，在半径r，厚度为d（r）的球壳内的平均原子数。
非晶合金的RDF（r）上出现清晰的第一峰和第二峰，没有可分辨的其它峰出现。
在X射线衍射谱上，不存在晶体所特有的尖锐衍射峰，而是出现宽展的馒头峰。
它的电子衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，不存在表征晶态的任何斑点和条纹[2]。
1.2非晶合金与块状非晶合金的发展历史历史上第一次制备出非晶的是Kramer于1938年利用蒸发沉积的方法实现的，此后不久，Brenner等声称用电沉积法制备出了Ni-P非晶合金。
非晶合金材料
非晶合金材料非晶合金材料是一种具有非晶结构的金属材料，也称为非晶态合金。
与晶体材料相比，非晶合金材料具有更高的硬度、强度和耐腐蚀性能，因此在工业领域具有广泛的应用前景。
本文将从非晶合金材料的特点、制备方法、应用领域等方面进行介绍。
首先，非晶合金材料的特点是具有非晶结构。
非晶结构是指材料的原子排列呈现无序状态，而非晶合金材料的原子排列方式是无规则的、无序的。
这种结构使得非晶合金材料具有较高的硬度和强度，同时还具有优异的弹性和耐磨损性能。
此外，非晶合金材料还具有较好的导电性和磁性，因此在电子、磁性材料领域也有着广泛的应用。
其次，非晶合金材料的制备方法主要包括快速凝固法、溅射法和机械合金化法。
快速凝固法是通过在高温状态下迅速冷却金属熔体来制备非晶合金材料，这种方法可以有效地抑制原子的有序排列，从而形成非晶结构。
溅射法是将金属靶材置于真空室中，通过离子轰击的方式将金属原子沉积到基底上，形成非晶合金薄膜。
机械合金化法则是通过机械方法将不相容的金属元素混合制备成非晶合金材料。
这些制备方法为非晶合金材料的大规模生产提供了可行的途径。
非晶合金材料在工业领域具有广泛的应用。
首先，在航空航天领域，非晶合金材料可以用于制造航天器的结构部件和发动机零部件，因其具有较高的强度和耐腐蚀性能。
其次，在电子领域，非晶合金材料可以用于制造集成电路封装材料和磁性存储介质，以提高电子产品的性能和稳定性。
此外，在医疗器械和生物材料领域，非晶合金材料也有着广泛的应用前景，可以用于制造人工骨骼和植入式医疗器械。
综上所述，非晶合金材料具有独特的结构和优异的性能，制备方法多样且成熟，应用领域广泛。
随着科学技术的不断发展，非晶合金材料在工业领域的应用前景将会更加广阔，为人类社会的发展做出更大的贡献。
关于非晶态金属材料的研究
第三节非晶态金属材料研究现状与前景1. 非晶态金属材料及性质非晶态金属是一种“年轻”的金属材料，从它诞生以来，就显示出了巨大的潜能。
人们不断地发现它的各种奇异的、优良的特性，非晶材料已被广泛应用与此同时，人们对该材料的磁性、电学性质、力学性质、化学性质以及非晶态之形成及结构进行了广泛的研究，希望在这个亚稳的非晶态结构基础上研发出具有全新的结构和性能的新材料。
1. 1 非晶态金属材料物质的结构决定了其性质. 物质材料按其结构分类,可分为晶体和非晶体两大类.常见的金属材料从结构上看一般都属于晶体材料.近几十年来,人们发现了金属存在的另一种结构形式——非晶态. 如果把晶体结构的金属视为金属的“常现性态”的话,那么,非晶态金属就是金属的“特常现性态”.非晶态金属又可形象的称为金属玻璃(非晶合金原子的混乱排列类似于玻璃) .对于金属材料来说,通常情况下,当金属或合金从液体凝固成固体(例如钢水凝固成钢锭)时,原子总是从液体的混乱排列转变成固体的整齐排列,即成为晶体.因为只有这样,其结构才最稳定.但是,如果金属或合金的凝固速度非常快(例如以106℃/ s 的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固) ,原子来不及整齐排列便被冻结住了,最终的原子排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金.从理论上说,任何物质只要它的液体冷却速率足够快,原子来不及整齐排列就凝固,那么原子在液态时混乱排列并迅速冻结,就可以形成非晶[2 ].有人根据这一特点又将非晶合金称为“过冷液”.但是,不同的物质形成非晶所需要的冷却速度大不相同.例如,普通的玻璃熔体只要慢慢冷却下来,得到的玻璃就是非晶态. 而单一的金属则需要108℃/ s 以上的冷却速度才能形成非晶态. 目前,受工艺水平的限制,在实际生产中难以达到如此高的冷却速度,也就是说,普通的单一的金属难以在生产中制成非晶.故非晶态金属多为合金,纯的非晶态金属很少.非晶态金属结构是一种亚稳态结构.在一定的条件下(比如高温、强冲击作用) 会向更稳定的状态——晶态转变而变成普通晶态金属.我们把这一转变过程称为“晶化”.非晶态金属结构的无序性带来了结构的复杂性,给相应的研究工作带来了很大的困难.加上它又是那么的“年轻”,人们至今尚未能找到一个理想的物理或数学模型来描述或表征非晶态金属的结构.然而,这并不妨碍人们对它的研究兴趣.最近的研究表明,非晶态金属结构与“硬球无规密堆模型”相近,属于长程无序,短程有序的结构.这种短程有序表现在两个方面:某个原子最近邻的特定原子种类,称为化学短程序(CSRO) ;这些特定种类原子在空间的特定堆积,称为拓扑短程序( TSRO) .正是这两种短程序的存在,使得非晶态金属表现出许多优异的性能.1. 2 性质非晶态金属得以广泛研究和应用的原因是它具有结晶金属不具备的各种优良特性.影响物质性能的根本因素除了其成分外,就是原子的排列以及电子状态.从结构上看,非晶态金属的构造与结晶金属不同,原子排列紊乱无序,原子之间相互作用,电子所处的状态都与结晶金属不同.非晶态金属的这种特殊结构,决定了其性能与结晶金属有很大差异.除此之外,还有一点应强调的是非晶态金属在成分上的特殊性.非晶态金属大都是多元素合金,从均匀的液体状态快速冷却、凝固,使各元素能均匀分布,形成一个固溶体.添加各种不同的元素会使非晶态金属产生各种不同性质.这种在成分上自由调节的特殊性给非晶态金属带来了很大影响.结晶金属则不同,多元素所形成的合金,像平衡状态图所示的一样,大部分都形成化合物,或是分离成几个相,多元素在一个相中均匀的混合,形成固溶体的范围少.所以,结晶金属不具备非晶态金属的多种元素任意、均匀混合的特点,结构和成分上的特殊性决定了非晶态金属有各种特殊性能[4 ]非晶态金属位错密度高,宏观组织均一,没有晶界等缺陷,被认为是一种具有高韧性、高强度的材料.实验证明,非晶态金属的强度比结晶金属材料要高得多. 铁系非晶态金属的最高强度达450 kgmm2,钴系和镍系也达300 kg/ mm2以上,比人们所知的强度最高的钢丝线强度(直径为0. 18 mm 的钢丝线强度为280 kg/ mm2)还高.非晶态金属中虽然含有许多非铁磁性元素,难以得到很强的磁化,但其没有结晶金属的磁的各向异性,也不存在阻碍磁畴壁移动的结晶缺陷及析出物,因而它的磁滞损失非常小.此外,非晶态金属的电阻率是结晶金属的5～6 倍,它的涡流损失也很小.非晶态金属是极理想的软磁材料,它具有低矫顽力、高导磁率及高频特性好等优良特性.由于非晶态金属没有成分变化而引起相变现象,磁性可以随成份连续变化,所以可以做出各种特性的非晶态磁性金属.从构造上看,非晶态金属没有晶界、层错等缺陷,没有偏析、析出及异相,当添加适当元素形成亚稳态后,会显示出惊人的抗腐蚀性,在酸性、中性或碱性等各种溶液中长期浸泡而不被腐蚀.如在Fe 基合金中添加Cr 和Mo ,其耐腐蚀性之强令人难以置信.可以说,这是非晶态金属的构造特殊性和成分特殊性而带来的结果.非晶态金属除了高强韧性、超耐腐蚀性和软磁性外,还具备许多其他特性,如耐放射线损伤.通常中子照射到结晶金属上后,原子的点阵排列会遭到破坏,出现很多缺陷使材料性能下降,但是非晶态金属在放射线长期照射后既不脆化,导电性也不下降.将来人类可利用原子能以及氢的核聚变能解决能源问题.由于原子炉以及核聚变炉中有大量的放射线,因此,要求耐照射损伤的材料,非晶态金属的耐放射线损伤的特性将有助于解决这一问题.非晶态金属的构造可以看成是无数个缺陷的组合体.表面处于非常活泼的化学状态,可以作为很有前途的催化剂材料.另外,很多非晶态金属具有超导性,可作为贮氢材料减轻材料粉化的问题等.非晶态金属的历史还很短,随着其研究的深入,还会发现许多新的特性.2. 非晶态金属的制备制备非晶态金属的方法很多,大致可分为液相急冷法、气相沉积法、化学溶液反应法及固相反应法等几大类.液相急冷法和气相沉积法是较常见的两种方法.从材料制备的工艺和产品的质地来看,液相急冷法是比较好的一种,目前已成为制备各种非晶态金属的主要方法.2. 1 液相急冷法此方法是将金属加热熔化,然后采取各种方法让液态金属快速冷却凝固,形成非晶态金属.该方法在非晶态金属制作中用得最广泛、最频繁,目前得到应用的非晶态金属几乎都是由此法制成的. 此方法的种类很多,用不同的急冷法得到的非晶态金属的形态、性质有很大的不同.目前,非晶态金属的大型制造设备可连续生产宽达20 cm的非晶态金属薄带.利用单轮法还可以制作复合非晶态薄带,即利用两个坩埚将金属熔化,然后同时喷到同一个快速旋转的轮子上,就可以得到两种材料接合的复合非晶态金属薄带.除此之外,还可利用激光、电子束等离子体等手段在碳素钢等金属表面涂盖一层耐腐蚀的非晶态金属膜,或利用脉冲大电流将多晶薄膜快速熔化,快速凝固成非晶态金属膜,或利用熔射法将10μm 左右的合金粉末通过等离子体熔化后喷到冷却板上,制取带状或粉末状非晶态金属.这些方法都属于液相急冷法.液相急冷法的特点是让液态金属中的热量在非常短的时间内散发掉,使晶核的形成及长大得到抑制,冷却时间t0随温度、压力、成分、短程有序性等的差异而不同,一般t0 在10 - 2～10- 7s的范围内.冷却速率是液相急冷法的关键因素之一,冷却速率越快,会使非晶态金属的形成范围加宽,非晶态金属的尺寸加大,非晶态的均一性好,从而使非晶态金属的热稳定性提高.非晶态化均一性对材料性能的影响极大,如果试料中有微小的结晶成分存在,那么材料的许多性质显著下降.如很多脆性的非晶态金属往往是因没有完整均一地非晶态化,或虽是均匀非晶态化,但在保存中又出现了结晶而造成的.2. 2 气相沉积法气相沉积法是通过加热、溅射等各种手段使金属先变成原子、分子、离子或原子团状态,然后沉积到基板上,形成非晶态金属.此法是从制作非晶态金属磁性薄膜而发展起来的.目前,制造薄膜、超微粉、多层膜以及人造晶格膜经常运用气相沉积法. 此法大体上可以分为两大类:一类是物理气相沉积法,包括真空蒸镀法、溅射法、离子束法、ICB ( Iion clusterbeam)法等;另一类是化学气相沉积法,包括热CVD法、光CVD 法和等离子体CVD 法.气相沉积法的非常重要的因素是飞往基板的粒子运动能量和基板周围的真空度.真空蒸镀法虽有基板温度不升高、堆积速度快、装置结构简单及调节方便等优点,但是粒子运动能量低,仅有0. 01～1eV 左右,必须将基板温度降到很低才行.另外,形成的膜与基板结合强度低,所以在非晶态金属制作中用得不多. 溅射法虽然膜的形成机构复杂,难以控制,基板温度上升显著,但是离子能量约为10 eV ,很适合做非晶态金属膜,而且膜与基板接合牢,成分控制也比真空蒸镀膜好,是制取非晶态金属薄膜的主要方法.用溅射法能使一些用液相急冷法不能非晶态化的合金非晶态化,如Fe2Mo , Fe2La , Fe2Cu2Ag等合金系.溅射法的主要缺点是离子能量难以控制,基板温度上升快,真空度低及Ar 等气体杂质易混入试料中.用此法获得的非晶态金属的性能与液相急冷法获得的非晶态金属的性能相差很大.最近离子束法的研究很受重视. 此法真空度高,能避免Ar 等气体杂质混入,离子束也容易控制,可以在很宽的成分范围内制取纯净度很高、性能很好的非晶态薄膜,不足处是膜形成速度太慢.ICB 法是一种速度较快的非晶态金属薄膜形成方法.将试料加热熔化使金属蒸发形成原子团,同时使原子团离子化,以离子团的形式加速飞向基板.此法真空度高,不存在Ar 等气体杂质混入问题,同时基板温度上升问题也能避免,但目前还没有发现此法形成的非晶态金属薄膜有什么很实用的特性.另外,在设备和技术上还有不少问题尚待解决. CVD法也可以用来制非晶态金属薄膜,但一般仅在高熔点金属及金属陶瓷合金中有所应用,如可以制备SiC ,SiB ,SiN 等非晶态薄膜.2. 3 化学溶液反应法化学溶液反应法包括电解镀膜法和无电解镀膜法.电解镀膜法是早已为人们所知的非晶态金属薄膜制作法,是通过加入电流使金属离子直接还原析出在电极上,其最大特点是简单,能大面积形成非晶态金属薄膜.最近此法又开始重新引人注目,在材料的防腐等领域中得到了应用.由于此法是在溶液中靠电极反应而生成膜,因此控制溶液的种类、温度及电解条件等都很重要.无电解镀膜法是不加电流,而在溶液中加入一些还原剂,靠其化学反应在基板上析出形成薄膜.例如,将CoCl2 ·6H2 O ,NaH2 PO2 ·H2O ,N H4 CNa KC4 H4O6混合,调成p H 为9～10 的水溶液,经反应可生成Co2P 非晶态金属膜,按类似条件也可以形成Ni2P ,Ni2Fe2P 及Ni2B 等非晶态金属膜.除这两种以外,最近又发现金属离子水溶液和氢化、硼化物的水溶液混合,在短时间内可产生大量非晶态金属超细粉. 这种现象在Fe2B ,Co2B , Fe2M2B ,Ni2M2B (M = Cr ,Mo ,W ,Mn)等许多合金中都得到证实,此方法的原理与无电解镀膜类似.用此法制成的非晶态金属为20 nm 左右的超细粉,而且形成非晶态金属的成分范围与液相急冷法有很大不同.现在已开始对这些超细粉进行物性研究,并发现了一些良好的特性.2. 4 固相反应法目前,这个领域的研究最活跃,作为非晶态金属制作的新方法受到极大的关注.固相反应法大体上可以分为四大类.第一类是利用电子线、放射线等的照射使金属非晶化,如Zr3 Al ,Ni Ti ,Cu4 Ti3和Ni3 M等金属间化合物受照射后形成非晶态金属.第二类是将两种金属作成间隔为数mm 的多层膜,然后在高真空中加热到数百度,靠加热反应形成非晶态金属.如在Au2La ,Zr2Ni ,Ni2Hf ,Co2Zr ,Co2Hf 和Rh2Si 等系中成功地获得了非晶态相.第三类是让AB ,AB2和AB3型金属间化合物在常温或常温以上的高温中吸收氢气,在金属与氢气反应中形成非晶态金属.如Laves相RM2 (R =稀土金属;M = Fe ,Ni ,Co ,Mn) ,Do19型R3M(R = La , Pr ,Nd ,Sm ;M = Ga ,Al)以及C23B8型的许多金属间化合物,在适当的条件下与氢气反应,都可以形成非晶态金属.此方法获得非晶态金属一般以粉末状为多,也有块状的.通过控制氢气的压力及反应温度可以改变非晶态金属的形态及特性. 第四类是机械合金化法(mechanical allo2ying ,简称MA 法) .这种方法是将数种金属粉末混在一起,靠球磨碰撞等机械能量使金属粉末局部破坏、压挤,在微观上混合化、合金化和微粒化,通过局部加热和扩散反应,获得非晶态金属粉末.前三种方法形成非晶态相的合金成分都有局限于金属间化合物的倾向,而MA 法则不存在此限制. MA 法能在液相急冷法不能获得的合金成分范围内获得非晶态相,这已在Fe2Zr , Cu2Nb2Sn ,Ag2Cu ,Ni2Ti ,Ni2Zr ,Cu2Zn 和Ag2Fe 等许多系中得到证实. 此法所需的设备简单,操作方便,适应的合金范围宽,是一种大量生产非晶态金属粉末的有效方法. 近几年来,与MA 法有关的研究很活跃,但用此法制出的非晶态金属粉末很微细,表面易氧化,反应所需时间长,容器的磨损带来的杂质混入现象也难以避免.另外,非晶态化的均一性与液相急冷法相比是否相同还不清楚.关于粉末及压粉体性能达到或超过液相急冷法的粉末及压粉体的性能报道也很少,这些都是急待解决的问题. 与MA 法相似的还有机械压粉体法(mechanical grinding ,简称MG法) . MG法与MA法的不同之处是出发原料不同,它不是以两种以上的纯金属粉末,而是以几种金属的合金粉末为原料.3. 非晶态金属的性能及其应用与晶态合金相比,非晶态合金在物理性能(力、热、电、磁)和化学性能等方面都发生了显著的变化.而几乎所有的这些特性都可以进一步挖掘和利用,给我们带来科学的、经济的、社会的利益和价值.3. 1 非晶态金属的力学性能及应用研究表明,非晶态合金与普通钢铁材料相比,有着突出的高强度、高韧性和高耐磨性.根据这些特点用非晶态材料和其它材料可以制备成优良的复合材料,也可以单独制成高强度耐磨器件.在日常生活中我们接触的非晶态材料已经很多,如用非晶态合金制做的高耐磨音频视频磁头在高档录音、录相机中的广泛使用;把块状非晶合金应用于高尔夫球击球拍头和微型齿轮中;采用非晶丝复合强化的高尔夫球杆、钓鱼杆已经面市;非晶合金材料广泛用于轻、重工业、军工和航空航天业,在材料表面、特殊部件和结构零件等方面也都得到广泛的应用.3. 2 非晶态金属的电学性能应用一般非晶态金属的电阻率较同种的普通金属材料要高,在变压器铁芯材料中利用这一特点可降低铁损.人们发现,在某些特定的温度环境下,非晶的电阻率会急剧的下降(跃变效应) ,利用这一特点可设计特殊用途的功能开关.还可利用其低温超导现象开发非晶超导材料.目前,人们对非晶态合金电学性能及其应用方面的了解相对较少,尚有待进一步研发.3. 3 非晶态金属的磁学性能及应用非晶态合金具有优异的磁学性能.在非晶的诸多特性中,人们目前对这一方面的研究相对要深入些.常常有人对图书馆或超市的书或物品中所暗藏的报警设施感到惊讶,其实,这不过是非晶态软磁材料在其中发挥着作用.与传统的金属磁性材料相比,由于非晶合金原子排列无序,没有晶体的各向异性,电阻率高,具有高的导磁率,是优良的软磁材料.根据铁基非晶态合金具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点,现代工业多用它制造配电变压器,铁芯的空载损耗与硅钢铁芯的空载损耗相比降低60 %～80 %,具有显著的节能效果.应用非晶态合金配电变压器所带来的巨大节能效益意味着可以通过节能减少新建电厂的数量,同时减少新建电厂对环境的污染,从这个意义上讲,非晶态材料被誉为“绿色材料”.非晶态合金铁芯还广泛地应用在各种高频功率器件和传感器件上,用非晶态合金铁芯变压器制造的高频逆变焊机,大大提高了电源工作频率和效率,焊机的体积成倍减小.如今,电力电子器件正朝着高效、节能、小型化的方向发展,新的科技发展方向对非晶态金属材料研究现状与前景磁性材料也提出了新的要求.于是,一种体积小、重量轻的非晶态软磁材料以损耗低、导磁高的优异特性正逐步代替一部分传统的硅钢、坡莫合金和铁氧体材料,成为目前研究最深入、应用领域最多、最引人注目的新型功能材料之一.3. 4 非晶态金属的化学性能及应用非晶态合金还具有优异的化学性能.研究表明,非晶态合金对某些化学反应具有明显的催化作用,可以用作化工催化剂.某些非晶态合金通过化学反应可以吸收和释放出氢,可以用作储氢材料.由于没有晶粒和晶界,非晶态合金比晶态合金更加耐腐蚀,因此,它可以成为化工、海洋等一些易腐蚀的环境中应用设备的首选材料.3. 5 非晶态金属材料与纳米晶金属材料非晶态金属与纳米晶金属材料有着非常亲缘的关系.通过一些特殊的方法控制非晶晶化的过程,可以得到致密良好、纯净度很高并符合期望的纳米晶金属材料. 根据近期文献报道,在诸多非晶晶化法中,退火晶化法和激波诱导晶化法是比较成功也比较好的两种方法. 20 世纪80 年代末,日本的吉泽克仁等发现,含有Cu 和Nb 的铁基的FeBSi 非晶合金在晶化温度以上退火时,会形成非常细小的晶粒组织,晶粒尺寸仅有10～20 nm ,这时材料的磁性能不仅不退化,反而非常优良.这种非晶合金经过特殊的退火晶化而形成的晶态材料称为纳米晶合金(以前也曾称为超微晶合金) .铁基纳米晶合金的磁性能几乎能够和非晶合金中最好的钴基非晶合金相比,但是却不含有昂贵的钴,所以被广泛应用于高频变压器铁芯,替代铁氧体和坡莫合金等.。
非晶合金材料
非晶合金材料非晶合金材料是一种新型的金属材料，具有优异的物理性能和化学稳定性。
与传统的晶态金属材料相比，非晶合金材料具有更高的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性能。
这种材料的独特性质使其在机械加工、电子通讯、能源和环保等领域有着广泛的应用前景。
非晶合金材料的基本原理非晶合金材料是由多种元素混合而成的金属合金材料。
这种材料的制备过程中，金属原子的结构排列方式和晶体金属材料不同。
在晶体金属材料中，金属原子的排列方式呈现出规则的平面结构，而非晶合金材料中，则呈现出无规则的“玻璃”态结构。
这种结构曾被认为是不可能存在的，但随着科学技术的不断进步，人们终于成功地将金属材料制备成为非晶体态的金属材料。
非晶合金材料的制备方法目前，制备非晶合金材料的方法有很多种，比如快速凝固法、气相淀积法、溅射法等。
其中，最为常用的方法是快速凝固法。
快速凝固法是通过将熔体快速冷却而制备非晶合金材料的方法。
在快速冷却的过程中，金属原子无法像晶体金属材料那样呈现出有序排列的晶体结构，因此在材料中呈现出非晶态结构。
非晶合金材料的特点非晶合金材料具有许多独特的特点，其中最为突出的是其高硬度和高强度。
由于非晶合金材料中的金属原子呈现出无规则排列结构，故对外界的挤压、拉伸等机械作用具有更高的抵抗能力。
同时，非晶合金材料还具有良好的耐蚀性和耐磨性，可用于制造各种耐磨耐蚀的工具和设备。
非晶合金材料的应用非晶合金材料具有广泛的应用前景。
在机械加工领域，非晶合金材料制成的刀具可以大大提高切削效率。
在电子通讯技术领域，非晶合金材料可以用于制造基板、连接器等重要部件，提高电子设备的密度和性能。
在能源和环保领域，非晶合金材料可以应用于制造更高效的太阳能电池、燃料电池、储能电池等清洁能源设备。
结论随着科学技术的不断进步，非晶合金材料的制备和应用已经得到了很大的发展。
这种材料具有优异的物理性能和化学稳定性，可以应用于机械加工、电子通讯、能源和环保等广泛的领域。
相信随着研究的不断深入，非晶合金材料在未来的应用领域中会有更加广阔的前景。
非晶态合金材料的研究及其应用
非晶态合金材料的研究及其应用非晶态合金材料是一类研究热度较高的材料，其独特的物理和化学性质使其在领域中展现出了广泛的应用。
本文将从非晶态合金材料的基本概念入手，探讨其研究现状以及各个领域的应用。
一、非晶态合金材料的概念非晶态合金材料，又称为非晶态合金或非晶态金属，指的是具有非晶态结构的金属材料。
其在凝固后不具有任何形态或晶体结构，而是一种无规则的、无序的固态结构，和水中的“玻璃”类似。
非晶态合金材料因其独特的物理和化学性质，如高硬度、高强度、高耐腐蚀性、高韧性、高氢吸附能力等，在多个领域具有广泛的应用。
二、非晶态合金材料的研究现状1. 研究历史非晶态合金材料的研究始于20世纪60年代。
最初，非晶态合金材料是通过急冷金属熔液方式制备的。
20世纪70年代，美国贝尔实验室在非晶态合金材料的制备方面取得了重大突破，成为了非晶态合金材料制备技术的奠基者之一。
1992年，日本东北大学材料科学研究所的赤崎峰雄于是年获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他对非晶态物质的研究而做出的重大贡献。
2. 制备方法目前，主要的非晶态合金材料制备方法有急冷金属熔液（quenching of liquid alloy）和堆积冷却法（strip casting）两种。
其中，急冷金属熔液是将金属熔体迅速冷却至玻璃化温度以下的方法，从而得到非晶态合金材料。
而堆积冷却法则是在预制好的矩形铜板片面上一并铸造出非晶态合金带材，然后通过机组进一步加工，最终得到性能更为稳定的非晶态合金带材。
此外，还有气相沉积法、反应扩散制备法、脉冲电流热点复合制备法和溅射方法等其他制备方法。
3. 研究进展当前，非晶态合金材料的研究仍在继续，成果颇多。
其中，大量的研究表明，非晶态合金材料的硬度、强度、韧性等性质是可调的，并且与其成分和制备方式密切相关。
同时，通过对非晶态合金材料的成分和结构进行调整，可以制备具有不同性能的复合材料。
所以，这些非晶态合金材料可以在电子、航空、汽车、医疗等多个领域中得到广泛应用。
非晶态合金——制造航天引擎的新材料
非晶态合金——制造航天引擎的新材料非晶态合金，指的是金属原子成分不规则、具有类似玻璃的非晶结构的金属材料。
与传统的晶态合金相比，非晶态合金具有更高的硬度、韧性和耐腐蚀性等优异性能。
这种材料有很大的应用潜力，尤其是在航空、航天等领域中。
本文将从多个角度分析非晶态合金在航天引擎制造中的应用前景。
一、非晶态合金的优异性能非晶态合金具有以下优异性能，这使得它在航天引擎制造中十分有用：1.高硬度：非晶态合金具有非常高的硬度，主要是因为它们具有很高的熔点和升华温度，并且可以完全避免微晶产生。
这意味着它可以承受更高的压力和温度。
2.高韧性：非晶态合金具有高韧性和抗裂纹扩展的能力。
这种材料可以减少疲劳问题，并提高航天引擎的寿命。
3.耐腐蚀性：因为非晶态合金具有高淬火能力，所以它们非常耐腐蚀。
这在对抗化学反应和环境因素中是至关重要的。
4.良好的导电性和导热性：由于非晶态合金结构的无序性，有助于形成短程有序，在导热性方面表现良好。
而且其电导率比某些晶态合金高出很多。
二、非晶态合金在航天引擎制造中的应用由于其优异的性能，非晶态合金在航天引擎制造中有很广泛的应用。
特别是在燃气轮机和火箭发动机中，非晶态合金材料已经得到广泛应用，并被证明是有效的选择。
以下是几种非晶态合金在航天引擎制造中的应用：1.作为燃烧室材料：非晶态合金可以承受非常高的温度、压力和化学腐蚀，所以它可以被用来制造燃烧室件。
这些部件需要在极端的状态下工作，非晶态合金可以承受这些压力，寿命也比普通材料长得多。
2.作为导弹翼身材料：导弹对翼身材料的要求非常高，尤其是在极速飞行状态下。
非晶态合金的高硬度、良好的导热性和导电性使其成为导弹的先进材料选择。
3.作为推进器材料：在航天发动机和火箭发动机的推进系统中，非晶态合金材料可以承受飞行时的高温高压冲击。
非晶态合金可以很好地满足这些要求。
4.作为锻造模具材料：非晶态合金材料具有较高的强度和硬度，可以在制造锻造模具时提高模具的耐用性和使用寿命。
非晶合金材料
非晶合金材料
非晶合金材料是一种具有非晶结构的金属材料，也被称为非晶体或非晶态材料。
与晶态材料相比，非晶合金材料的原子排列不规则，没有明显的晶格结构。
这种非晶结构使得非晶合金材料具有许多特殊的性质和应用。
首先，非晶合金材料具有优异的力学性能。
非晶合金材料的原子排列不规则，不存在晶体中的晶界和晶界位错，这使得非晶合金材料具有很高的强度和硬度。
同时，非晶合金材料还具有良好的韧性和延展性，使得其具有良好的抗疲劳性和耐腐蚀性。
其次，非晶合金材料具有优异的磁性能。
相比于晶态材料，非晶合金材料的原子排列更加紧密，从而使得其具有更高的饱和磁感应强度和更低的磁化曲线矫顽力。
这使得非晶合金材料在磁性材料领域具有广泛的应用，例如磁记录介质、变压器铁芯和电机。
此外，非晶合金材料还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
非晶合金材料的非晶结构具有较高的玻璃化转变温度，使其能够在较高的温度下保持其结构稳定性和力学性能。
同时，非晶合金材料的原子排列不规则，减少了杂质和缺陷的存在，从而提高了其抗腐蚀能力。
非晶合金材料的应用领域非常广泛。
例如，在航空航天领域，非晶合金材料可用于制造高温结构件和发动机零件；在电子领域，非晶合金材料可用于制造电路元件和磁头；在化工领域，非晶合金材料可用于制造化工设备和管道等。
此外，非晶合金
材料还广泛应用于制造业、汽车工业和医疗器械等领域。
总之，非晶合金材料是一种具有非晶结构的金属材料，具有优异的力学性能、磁性能、耐热性和耐腐蚀性。
其广泛的应用领域使得非晶合金材料在材料科学和工程领域具有重要的研究和应用价值。
非晶态金属材料的制备及性能研究
非晶态金属材料的制备及性能研究非晶态金属材料是近年来发展起来的一类新型材料。
相比晶态金属材料，非晶态金属材料具有优异的物理、化学性能。
本文将介绍非晶态金属材料的制备方法及其性能的研究。
一、非晶态金属材料概述非晶态金属材料是指金属原子在特定条件下无法形成有序排列的晶体结构，而呈现出无序的玻璃态结构的金属材料。
相比于晶态金属，非晶态金属材料具有高硬度、高强度、高韧性、低摩擦系数等特性。
因此，非晶态金属材料具有广泛的应用前景，如航空航天、汽车、电子、生物医学等领域。
二、非晶态金属材料的制备方法非晶态金属材料制备主要包括高速凝固法、液相淬火法、气体凝固法、熔融旋转法、机械合金化等。
其中，高速凝固法是制备非晶态金属材料的主要方法。
高速凝固法是将金属熔体超冷却到液态温度以下，并且在极短的时间内（通常是毫秒级别）快速凝固成片状薄带或粉末，从而制备出非晶态金属材料。
高速凝固法制备非晶态金属材料具有工艺简单、操作方便、成本低等优点。
高速凝固法得到的非晶态金属材料可以通过热处理等方法进一步改善材料的性能。
三、非晶态金属材料的性能研究非晶态金属材料的性能包括物理性能、力学性能和化学性能。
物理性能主要包括密度、热膨胀、比热等；力学性能主要包括硬度、弹性模量、塑性等；化学性能主要包括耐腐蚀性能等。
随着非晶态金属材料的研究深入，越来越多的研究表明非晶态金属材料具有良好的力学、物理、化学性能。
例如，张揉摩擦实验表明，非晶态金属材料具有较低的摩擦系数和良好的耐磨性。
T性曲线（应力-应变曲线）的实验结果表明，非晶态金属材料具有较高的强度和较好的韧性。
在高温和低温环境下，非晶态金属材料具有较好的热膨胀性和较低的热膨胀系数，这些特性使得非晶态金属材料可以被用于高温环境下的高强度机械零件的制造。
四、非晶态金属材料的应用前景随着科学技术的不断发展，非晶态金属材料被广泛应用于各个领域。
在制造业中，非晶态金属材料被广泛应用于高强度、轻量化的汽车零部件、航空和航天领域中的结构材料、石油和石化工业中的耐腐蚀材料等领域。
金属非晶态材料的性质及应用
金属非晶态材料的性质及应用金属非晶态材料，也称为非晶态合金，是一类新型结构材料。
与传统金属材料相比，该类材料具有许多特殊性质，例如更高的硬度、更高的强度、更优异的耐腐蚀性、更好的耐磨损性、更低的热膨胀系数、更小的磁滞、更好的磁导率等。
因此，金属非晶态材料在许多领域中都有着广泛的应用前景。
一、金属非晶态材料的性质金属非晶态材料是指金属元素以非晶态形式存在的材料，其晶粒结构呈现无序结构。
由于在凝固的过程中，金属元素的凝固速度比较快，因此无法形成完整的晶体结构，最终形成了非晶态结构。
1. 高硬度和高强度金属非晶态材料的硬度和强度比传统的晶体金属材料要高得多。
这是因为非晶态结构在应力作用下的形变机制是“共同滑移”，与“移位滑移”不同，使其具有出色的弹性模量和高的临界剪切应力。
2. 优良的耐腐蚀性金属非晶态材料的防腐蚀性比传统的晶体金属材料更高，这是因为非晶态结构的表面紧凑且无孔和无缝，因此难以被腐蚀产物侵蚀。
另外，由于在非晶态结构中，金属原子与周围的原子之间的结合力非常强，因此能够耐受腐蚀介质的侵蚀。
3. 优异的耐磨损性金属非晶态材料的耐磨损性也比传统的晶体金属材料更好。
这是因为非晶态结构中，金属原子的排列规律不同于晶体结构，因此在应力和摩擦作用下，所受到的损伤会更少。
4. 更低的热膨胀系数由于金属非晶态材料具有无序结构，其热膨胀系数比晶体金属材料要小得多。
这使得其在高温环境下具有更好的稳定性和耐用性。
5. 更小的磁滞和更好的磁导率金属非晶态材料还具有更小的磁滞和更好的磁导率。
由于无序结构中不存在晶界和亚晶界，因此金属原子之间可以更加紧密地排列，使磁导率更高。
二、金属非晶态材料的应用金属非晶态材料由于其特殊的结构和性质，在许多领域中都有着广泛的应用前景。
1. 医疗器械医疗器械是金属非晶态材料的一个重要应用方向。
由于金属非晶态材料具有无孔、无缝、耐腐蚀和耐磨损等特性，因此可以用来制造医疗器械中的高硬度和耐腐蚀的部件。
非晶态金属材料的研究及应用
非晶态金属材料的研究及应用非晶态金属材料是指在快速冷却过程中，金属原子无法形成有序结构而形成的无定形结构材料。
由于其具有许多独特的物理和化学性质，近年来越来越受到科学家和工程师的关注和重视。
本篇文章将探讨非晶态金属材料的特点、制备及其应用，以期能够更深入地了解这一领域的发展和前景。
1. 特点非晶态金属材料具有以下几个特点：1.1 高硬度：非晶态金属材料的超高硬度来源于其无定形结构，内部杂质极少，原子结构更紧密，让金属硬度大幅提升。
1.2 良好的韧性：非晶态金属材料的韧性高于普通金属，其断裂伸长率超过普通金属的10倍以上，因此十分适合用于制作高强度、高韧性、高耐磨等材料。
1.3 优异的耐腐蚀性：由于其内部结构的稳定性，非晶态金属材料往往具有很好的抗腐蚀性能。
1.4 容易形变：非晶态金属材料的抗形变能力很弱，因此一旦加工、冲击等过程中受到变形，很难恢复其原来的性质。
2. 制备方法非晶态金属材料的制备主要分为物理制备和化学制备两种方法。
2.1 物理制备：物理制备方法主要包括快速淬火和熔融法两种。
快速淬火是指将合金加热到其熔点以上，然后在极短时间内快速冷却，使金属原子无法形成有序结构而形成无定形的非晶态。
而熔融法是指在气态或液态下将金属原子混合，然后在高温下将其熔化，最后快速冷却得到非晶态金属材料。
2.2 化学制备：化学制备是指通过化学反应来制备非晶态金属材料，主要包括溶液沉积热处理方法、化学气相沉积法等。
3. 应用领域随着非晶态金属材料的研究不断深入，它已经开始在多个领域得到应用：3.1 电子领域：非晶态金属材料的超高硬度和优异的电导率，使其在电子领域的应用越发广泛。
比如，磁盘头、磁盘储存器和半导体等密集型电子产品就广泛使用了非晶态金属材料。
3.2 生命科学领域：非晶态金属材料在生命科学领域的应用前景广泛。
纳米金属玻璃制成的生物标记是目前最常见的应用之一。
另外，在生物医学领域中，非晶态金属材料已成功应用于制备医用器械、药物输送器等方面。
非晶态金属材料的性能研究
非晶态金属材料的性能研究非晶态金属材料是一种具有无序、无晶体结构的金属材料。
它的出现在一定程度上改变了人们对金属材料的认识。
因为传统的金属材料都具有明确的晶体结构，而非晶态金属材料却是由金属原子无规则堆积而成，它像非晶态材料一样具有均匀的物理特性，因此被誉为“金属材料的结构革命”。
非晶态金属材料有许多出色的性能，在许多领域都有广泛的应用。
例如在航空航天、电子器件、汽车制造、生物医学、能源等行业中都有应用。
非晶态金属材料拥有优异的强度、硬度、延展性、耐腐蚀性、磁性等多种物理特性，使得它在上述领域中得到了广泛的应用。
然而，非晶态金属材料的结构破坏时间比一般的晶体材料更快，因此非晶态金属材料的应用还受到了一定的限制。
因此，对非晶态金属材料的研究和发展依然是非常必要的。
在非晶态金属材料的研究方面，材料的制备技术是非常重要的。
目前的制备技术主要有快速冷却法和离子辐照法。
其中快速冷却法是应用最广泛的一种方法。
它是通过在降温速率达到一定值时，将熔融的金属液体快速冷却成为非晶态金属材料。
现如今，制备非晶态金属材料的技术已经非常成熟，同时也需要不断的改进。
除了制备技术之外，非晶态金属材料的性能研究也是非常重要的。
由于非晶态金属材料的结构具有无序性和随机性，因此它的物理特性也是非常不同寻常的。
目前，对非晶态金属材料的性能研究主要集中在以下四个方面：第一，研究非晶态金属材料的力学性能。
传统的金属材料都具有明确的晶体结构，因此其力学性能容易被预测和计算。
而非晶态金属材料的力学性能非常难以预测，因此需要对其结构进行深入的研究。
目前的研究表明，非晶态金属材料的力学性能与其成分、制备工艺、变形方式等因素都有着密切的关系。
第二，研究非晶态金属材料的物理性质。
非晶态金属材料的物理性质比传统的晶体金属材料更为复杂，例如非晶态金属材料具有非线性弹性、非渐进性、动态效应等特性。
由于其物理特性的多样性，非晶态金属材料有着广泛的应用前景。
金属材料的非晶态与纳米晶态
金属材料的非晶态与纳米晶态金属材料是工业生产中最重要的材料之一，其特殊性能和优异的物理力学性能已经被广泛应用于各个领域。
随着人们对材料性能的要求越来越高，金属材料的非晶态和纳米晶态也逐渐引起人们的关注。
本文将探讨金属材料的非晶态和纳米晶态的概念、制备方法以及应用前景。
一、非晶态金属材料非晶态金属材料是一种具有非晶结构的材料，其原子排列没有规则的长程周期性。
它的金属原子是以一种无序排列的方式分布于空间中的，因此称为“非晶态”。
它是介于晶态和液态之间的一种结构状态。
一般来说，非晶态材料由高温下迅速冷却而成，这个过程被称为快速凝固或淬火。
这种材料的熔点相对较高，可以达到晶态材料的熔点，但其热膨胀系数小，机械性能优异，导电性能良好。
因此，在很多领域都具有广泛的应用前景。
制备非晶态金属材料的方法有很多种，比如快速凝固法、气冷快速凝固法、感应熔化法、电子束辐照法等等。
其中，最常用的就是快速凝固法，这种方法可以制备出大面积、高稳定性的非晶态金属材料，并且可以制备出很多种不同的金属和合金。
例如，Fe-Si、Fe-Co、Fe-Ni-Cr、Zr-Cu-Ni-Al等合金都可以用快速凝固法制备。
另外，非晶态金属材料的制备技术也在不断发展和改进中。
例如，现在已经出现了一种叫做“烷基辅助快速凝固法”的新方法，该方法利用烷基分子作为快速凝固材料，可以获得非常高的凝固速度和均匀度，从而获得更好的非晶态金属材料。
二、纳米晶态金属材料纳米晶态金属材料是一种由纳米晶组成的材料，其晶粒尺寸一般小于100纳米，因此也被称为“纳米材料”。
这种材料相比于普通金属材料具有更好的力学性能、电学性能、热学性能和光学性能等等，可能成为未来各种领域的重要材料。
目前制备纳米晶态金属材料的方法有很多种，包括机械碾磨、高温球磨、溶液化学合成、气相合成等等。
其中，机械碾磨和高温球磨是比较常用的制备方法。
这两种方法可以通过机械剪切和冲击力对金属粉末进行加工，形成纳米晶态金属材料。
非晶态合金材料的研究与应用
非晶态合金材料的研究与应用随着人类对于材料的认知不断提高，新型材料层出不穷。
非晶态合金材料便是其中一种具有广泛应用前景的新材料。
在这篇文章中，我将介绍非晶态合金材料的基本原理、研究现状以及应用领域。
一、基本原理非晶态合金材料是由多种金属混合而成，由于它们的晶体结构非常不规律，所以也被称为“非晶态”或“液态”合金。
与晶态材料不同，在非晶态合金材料中没有明确的晶界或结晶位错，而是由于快速冷却或快速固化过程中留下的原子、离子和空位缺陷等而形成的。
此外，非晶态合金材料的化学成份和原子排列也非常不规则。
因此，它们的性能我们也无法直接预测。
二、研究现状非晶态合金材料的研究始于上世纪六十年代。
那时，研究人员利用低温冷却、快速冷却等方法来制备非晶态合金材料。
这取代了旧的方法，即通过金属晶粒的组合制备新材料。
随着电子显微镜等新技术的发展，人们对非晶态合金材料的了解不断增加，对制备和性能也越来越熟悉。
近年来，随着材料科学技术的不断进步，人们对于非晶态合金材料有了更深刻的认识。
例如，人们发现非晶态合金具有更高的强度和更好的韧性，使得它们在高温条件下的表现比其他材料更为出色。
此外，它们还具有更好的耐腐蚀性能和更高的磁导率。
这些性能让非晶态合金材料在一些特定领域得到广泛应用。
三、应用领域非晶态合金材料在各种领域都有应用。
其中，磁性领域是非晶态合金材料最为显著的应用之一。
由于非晶态合金材料具有较高的磁导率和低的磁滞，因此它们被广泛应用于电力行业和通讯领域。
其中，最为典型的应用是通过使用非晶态合金制造的变压器磁芯，以增强励磁功率和提高电流。
除了磁性领域，非晶态合金材料还可以用于防弹材料制造，这是由于它们具有较高的强度和更好的韧性，可以使得它们在防弹材料方面具有较高的效果。
此外，它们还可用于高级发动机、太阳能发电和透明导电膜等领域。
总之，在未来科技的发展中，非晶态合金材料将在越来越多领域得到应用。
它们的性质和性能使得它们在制造特定产品和应对特定问题方面具有巨大潜力。
非晶态合金材料研究及其应用
非晶态合金材料研究及其应用非晶态合金材料是一种新型的金属材料，也被称为无定形合金材料，它具有非常优异的特性，如高温稳定性、强度高、机械性能优良等，非常适合在高技术领域应用。
目前，非晶态合金材料被广泛运用于微电子设备、生物医学、汽车工业、航空航天和能源等领域。
制备非晶态合金材料的方法包括快速凝固、离子注入、等离子体淀积、气相沉积等，其中快速凝固技术是应用最为广泛的方法。
快速凝固是将熔融金属液体通过快速冷却的方法形成非晶态结构。
快速冷却可以有效地抑制晶体的生长，从而获得非晶态结构的合金材料。
非晶态合金材料具有独特的物理性质和化学性质。
它们的晶格结构非常复杂，同时存在大量晶界和缺陷，因而具有优异的热稳定性和机械性能。
非晶态合金材料还具有低磁滞、高阻尼、高硬度、高耐磨等特性，这些特性使得它们在磁信息存储、机械传动、能源转换等领域发挥了重要作用。
在微电子设备领域，非晶态合金材料具有非常广泛的应用。
作为储存介质，非晶态合金材料具有高密度、高速度、低能耗等特点。
目前，非晶态合金材料已被广泛应用于磁带、纳米硬盘和固态硬盘等存储设备中。
与此同时，非晶态合金材料还被用作微电机、传感器等微型电子器件的材料。
在生物医学领域，非晶态合金材料也得到了广泛的应用。
非晶态合金材料具有优良的生物相容性，能够在体内保持稳定性，从而减少了使用时间。
因而非晶态合金材料被应用于人工关节、牙科种植、生物芯片等领域。
在汽车工业领域，非晶态合金材料还是应用最为广泛的材料之一。
非晶态合金材料具有良好的形变能力和强度，可以用于制造高强度和轻量化的汽车零部件。
目前，非晶态合金材料已被应用于汽车轮毂、制动盘、排气管等部位，极大地提高了汽车的性能和安全性。
在航空航天领域，非晶态合金材料也有着广泛的应用。
非晶态合金材料具有优异的高温稳定性和高强度，可以用于制造涡轮叶片、火箭发动机等高温零部件。
与此同时，非晶态合金材料还可以制造出高度透明并且具有较高热传导系数的窗口材料，用于保护航空发动机和红外传感器。
非晶态合金制备综述
气体雾化法
通过高速气体流冲击金属液流 使其分散为微小液滴，从而实现 快速凝固。通常的气体雾化法冷 却速度可达102K/s～104K/s ,采 用超声速气流可明显改善粉末的 尺寸分布，进一步提高冷却速度。 冷却介质是该工艺中制备非 晶合金一个主要因素。由于氦气 的传热速度快,采用氦气作为射流 介质,冷速比用氩气大数倍。 雾化法的生产效率高且合金 粉末成球形，有利于后续的成型 工艺消除颗粒的原始边界，适用 于工业化生产。但与MS 法相比 冷却速度较低，需严格控制合金 成分。
1、实验材料及方法
按照NixTa100-x（x=20，30，40，50，60，70，80）的配比， 在氩气保护气氛的气氛下的手套箱中，将Ni（99.9%， <325mesh）和Ta（99.98%，<325mesh）粉末混合，放入 SKH9高能球磨钢瓶中进行研磨，磨球与粉末的比率为5：1。 磨球为直径10mm的CR钢球。机械合金化工序用的是 Fritsch 97行星式球磨机，球磨机安装在手套箱中以便控 制球磨气氛，并用一个氧气分析仪检测手套箱中氧气的含 量，当氧气分析仪显示氧气的含量低到无法察觉的时候就 可以进行机械合金化了。并定期地从钢瓶中取出一定量的 机械合金化粉末，并用XRD和光学显微镜观察合金化进程。 X射线分析用的是Rigaku D/MAX ⅢA的CuKα射线衍射分析 仪，非晶粉末形成过程中的相稳定性用Dupont2000 DSC或 Dupont1700 DTA测量。
3、英语文献
前言
• MA机理：混合粉末在容器中经历一个个变形、冷 焊与断裂的过程，从而产生一种复合结构，这种 复合结构在后续的球磨过程 中不断地被细化，成 为纳米级大小，于是不同组分之间就会相互扩散， 从而形成非 晶合金。 • 自从美国的 Koch博士通过机械合金化制备 Ni60Nb40 合金以来，该技术已广泛地被用于各种 二元合金系。 • 本文研究目的：研究利用行星式球磨机，通过机 械合金化的方法由Ni、Ta粉末制备Ni-Ta非晶。
非晶材料文献综述
本科生毕业设计（论文）文献综述文献综述题目：Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能姓名：孙驰学院：材料学院班级：04320701指导教师：程焕武Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能文献综述1.非晶合金1.1非晶合金概述非晶合金材料是20世纪后期材料学领域发展迅速的新型材料，是亚稳金属材料的重要组成部分。
从组成物的原子模型考虑，物质可分为两类：一类为有序结构，另一类为无序结构。
晶体为典型的有序结构，而气态，液态和非晶态固体都属于无序结构。
在非晶体中的原子，分子的空间排列不呈现周期性和平移对称性，晶态长程有序受到破坏，知识由于原子间的相互关联作用，使其在几个原子间距的区间内仍然保持着有序特征，即具有短程有序，人们把这样一类特殊的物质状态统称为非晶态[1]。
非晶合金长程无序但短程有序，是指原子在空间排列上不呈周期性和平移对称性，但在1-2nm的微小尺度内，与近邻或次近邻原子间的键合具有一定的规律性。
短程有序可分为化学短程有序和几何短程有序。
化学短程有序是指合金元素的混乱状态，即每个合金原子周围的化学成分与平均成分不同的度量；几何短程有序包括拓扑短程序和畸变短程序。
非晶合金的微观结构与液态金属相似，但又非完全相同，液态金属的短程有序范围约为4个原子间距，而非晶合金约为5-6个原子间距，前者中原子可以做大于原子间距的热运动，后者的原子主要做运动距离小于一个原子间距的热运动。
非晶合金结构特征可以用径向分布函数RDF（r）=4πr2ρ（r）加以描述。
它表示以某个原子为中心，在半径r，厚度为d（r）的球壳内的平均原子数。
非晶合金的RDF（r）上出现清晰的第一峰和第二峰，没有可分辨的其它峰出现。
在X射线衍射谱上，不存在晶体所特有的尖锐衍射峰，而是出现宽展的馒头峰。
它的电子衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，不存在表征晶态的任何斑点和条纹[2]。
1.2非晶合金与块状非晶合金的发展历史历史上第一次制备出非晶的是Kramer于1938年利用蒸发沉积的方法实现的，此后不久，Brenner等声称用电沉积法制备出了Ni-P非晶合金。
非晶态金属材料综述
非晶态金属材料一，非晶态金属材料非晶态金属材料是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。
大部分金属材料具有很高的有序结构，原子呈现周期性排列（晶体），表现为平移对称性，或者是旋转对称，镜面对称，角对称（准晶体）等。
而与此相反，非晶态金属不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序（中程有序正在研究中）。
一般地，具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”，所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。
制备非晶态金属的方法包括：物理气相沉积，固相烧结法，离子辐射法，甩带法和机械法。
二，非晶态金属的特点由于传统的金属材料都以晶态形式出现。
但这类金属熔体，由于极快的速率急剧冷却，例如每秒钟冷却温度大于100万度，冷却速度极快，而高温下液态时原子呈无序状态，因被迅速“冻结”而形成无定形的固体，此时这称为非晶态金属；由于其内部结构与玻璃相似，故又称金属玻璃。
这种材料强度和韧性兼具，即强度高而韧性好，一般的金属在两点上是相互矛盾的，即强度高而韧性低，或与此相反。
而对于非晶态金属，其耐磨性也明显地高于钢铁材料。
非晶态金属还具有优异的耐蚀性，远优于典型的不锈钢，这可能是因为其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时由于其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶粒、晶界和缺陷，所以不易产生引起电化学腐蚀并且非晶态金属还具有优良的磁学性能；由于其电阻率比一般金属晶体咼，可以大大减少涡流损失，低损耗、咼磁导，故使其成为引人注目的新型材料，也被誉为节能的“绿色材料”。
另外，非晶态金属有明显的催化性能；它还可作为储氢材料。
但是非晶态合金也有其致命弱点，即其在500度以上时就会发生结晶化过程，因而使材料的使用温度受到限制。
还有其制造成本较高，这点也限制非晶态金属广泛应用。
三，非晶态金属的制备方法1•液体急速冷却法液体急冷法有双轮涡凹法、旋转液体中有喷射法、喷雾法、电弧法、火焰法和枪法等多种，较为常见的是前三种。
非晶态金属的特点
非晶态金属的特点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：非晶态金属是一类特殊的金属材料，具有许多独特的特性。
非晶态金属具有无序的结构，与晶态金属相比，非晶态金属具有更高的硬度、强度和耐腐蚀性。
在工程领域中，非晶态金属已经被广泛应用于各种领域，如电子、汽车、医疗等，取得了显著的成就。
非晶态金属的最大特点之一是其无晶格结构。
晶体具有有序的排列结构，而非晶态金属中原子的排列是无序的。
这种无序结构使得非晶态金属具有高度均匀性和致密性，因此具有更高的硬度和强度。
相比之下，晶体结构中原子的有序排列会导致晶界的存在，降低了金属的强度和硬度。
除了高硬度和强度外，非晶态金属还具有优异的耐腐蚀性。
由于其无晶格结构，非晶态金属在原子尺度上没有缺陷和孔隙，减少了氧化和腐蚀的可能性。
这使得非晶态金属在恶劣环境下具有更长的使用寿命和更好的稳定性。
另一个非晶态金属的特点是其优异的磁性能。
由于非晶态金属的无晶格结构，使得其具有优异的磁性特性，包括高饱和磁感应强度、低磁滞损耗和低磁导率。
这使得非晶态金属在磁记录和磁传感器等领域中具有广泛的应用前景。
非晶态金属还具有良好的形变性能和高温抗氧化性。
经过适当的处理，非晶态金属可以具备良好的可塑性，可以进行冷热加工，制备出各种复杂形状的零件。
非晶态金属在高温条件下能够抵抗氧化和腐蚀，具有优异的高温稳定性和耐久性。
非晶态金属具有无晶格结构、高硬度和强度、优异的耐腐蚀性、良好的磁性能、良好的形变性能和高温抗氧化性等特点，使得其在工程领域中具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，相信非晶态金属将在未来取得更大的突破和进展，为人类社会的发展和进步作出更大的贡献。
第二篇示例：非晶态金属，又称非晶合金，是一种具有非晶结构的金属材料。
相对于晶态金属，在非晶态金属中，原子排列是无规则的，而且没有长程周期性的结构。
非晶态金属具有很多独特的特点，使其在材料科学领域得到了广泛的应用和研究。
非晶态金属具有优异的力学性能。
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非晶态金属材料
一，非晶态金属材料
非晶态金属材料是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。
大部分金属材料具有很高的有序结构，原子呈现周期性排列（晶体），表现为平移对称性，或者是旋转对称，镜面对称，角对称（准晶体）等。
而与此相反，非晶态金属不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序（中程有序正在研究中）。
一般地，具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”，所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。
制备非晶态金属的方法包括：物理气相沉积，固相烧结法，离子辐射法，甩带法和机械法。
二，非晶态金属的特点
由于传统的金属材料都以晶态形式出现。
但这类金属熔体，由于极快的速率急剧冷却，例如每秒钟冷却温度大于100万度，冷却速度极快，而高温下液态时原子呈无序状态，因被迅速“冻结”而形成无定形的固体，此时这称为非晶态金属；由于其内部结构与玻璃相似，故又称金属玻璃。
这种材料强度和韧性兼具，即强度高而韧性好，一般的金属在两点上是相互矛盾的，即强度高而韧性低，或与此相反。
而对于非晶态金属，其耐磨性也明显地高于钢铁材料。
非晶态金属还具有优异的耐蚀性，远优于典型的不锈钢，这可能是因为其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时由于其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶粒、晶界和缺陷，所以不易产生引起电化学腐蚀
并且非晶态金属还具有优良的磁学性能；由于其电阻率比一般金属晶体高，可以大大减少涡流损失，低损耗、高磁导，故使其成为引人注目的新型材料，也被誉为节能的“绿色材料”。
另外，非晶态金属有明显的催化性能；它还可作为储氢材料。
但是非晶态合金也有其致命弱点，即其在500度以上时就会发生结晶化过程，因而使材料的使用温度受到限制。
还有其制造成本较高，这点也限制非晶态金属广泛应用。
三, 非晶态金属的制备方法
1.液体急速冷却法
液体急冷法有双轮涡凹法、旋转液体中有喷射法、喷雾法、电弧法、火焰法和枪法等多种, 较为常见的是前三种。
（1）双轮涡凹法。
该法的装置一般由3个轮子组成，上面两个轮子水平，间距为
0.2-0.5mm，两个轮子的旋转防线相反，依靠高速旋转产生较大的负压
在两轮子的间隙下面, 另装有一个高速旋转的轮子。
当熔化的金属在
负压的作用下通过间隙喷射出来时,被冲成粉末, 并且在下面一个轮
子上快速冷却, 从而得到非晶态粉末。
此法设备简单易得，操作简便,
用现在的生产设备一次可将数公斤的液体金属制成十数百的非晶态金
属粉末, 但制出来的粉末球状性差、粒径大
（2）旋转液体喷射法
在一个环形容器内装上冷却液, 并让容器高速旋转, 冷却液在离心力
的作用下, 在容器内侧形成一个环形, 熔化的合金被喷到此冷却液中
快速冷却, 从而形成非晶态金属粉末的方法) 该法原来是用于制作非
晶态细丝的, 后加以改造用于制作非晶粉末。
由于液体金属粉末喷到
水溶液中后, 各方面的冷却效果相同, 因而能形成球性好的非晶态金
属粉末, 粒度可达100um，只是一般的冷却剂为蒸馏水、盐水, 冷却
速度较低，所以仅适用于非晶态化临界冷却速度较小的金属,另外此
方法连续生产性差。
（3）喷雾法
这是用得最多的一种方法, 是对传统的金属粉末制作设备作了一
定的改进形成的。
使高压气体或液体通过许多小孔高速喷出形成一个
反圆锥或一个V形气流或液流带, 当液体金属通过一个导管流入其中
时, 受高压气体或液体的冲击和冷却<其冷却速度可达104), 被冲成
粉状。
用此法生产粉末, 产量高, 这是工业化生产性能最好的一种方
法。
2.气相凝聚法
气相凝聚法作为制作非晶态薄膜的重要方法被广泛应用, 而目前关于用此法制作非晶态粉末的报告则不多。
化学气相沉积法是其中的一种。
它是让一种或数种气体受热、光、电、磁等的作用发生热分解、还原或其他反应, 从气相中析出非晶态粉末的方法, 但一般仅用在高熔点金属及金属陶瓷的非晶态粉末的合成中。
溅射法近来也被用于制作非晶态粉末,这种方法是利用有机材料作为基板, 事先用溅射的方法在基板上制成一层高密度凸凹不平的小孔突起, 然后再用溅射法在突起处形成非晶态微晶。
用这种方法所做的非晶态微粉粒度非常小, 所以兼有超微粉和非晶态材料的特性) 其特性如表4 、表; 所示) 这样的微粒子可以用作将来的磁记录材料、磁性流体、催化剂、气敏材料等。
3.化学溶液反应法
用化学溶液反应法制作非晶态合金的方法早为人知, 但一般都是用来制作非晶态膜的。
最近发现金属离子水溶液和氢化物、硼化物的水溶液混合, 短时间内可产生大量非晶态微粉, 这种现象已在
Fe-B,Co-B,Fe-N-B,Ni-M-B(M=Cr,Mo,W,Mn)等许多合金的非晶态微粉制作中得到证实。
此法不是靠电解反应, 而是靠物质间的化学反应实施的。
水溶液中的金属离子以非晶态微粒的形式还原析出。
用此方法得到的非晶态金属是大小为5-20nm的超微粉, 而且形成非晶态的成分范围与液相急冷法形成的有很大不同。
现在已开始研究这些超微粉的物性, 并发现了一些良好的特性,
例如, 用此法制作的(Fe-Co
64)B
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系非晶态超微粒子在室温下具有强磁性,
而且, 超微粒子状的非晶态合金比薄带状的非晶态合金的H。
要大好多倍。
另外其结晶化温度也大体与薄带状非晶态合金的相等。
没有发现结晶化温度随粒子的粒径减小而降低的现象。
此方法的特点是, 不需要消耗能量使金属熔化, 也不需要复杂的冷却设备, 工业生产性能好
4.固态反应法
这是利用固态金属原子间的反应形成非晶态微粉的方法, 包括氢气吸收法、机械合金化法、多层膜扩散法、放射线照射法等。
这些方法的共同特点是非晶态合金都是从稳定的结晶相直接转变而来的。
近年来这些领域的研究最活跃, 论文数量很多, 已作为一种新型的非晶态粉末制作方法受到普遍关注。
这里仅就研究得较多的氢气吸收法及机械合金法作些介绍。
(1)氮气吸收法。
这是一种在适当条件下, 让金属间化合物吸收氢气, 发生非晶态化转变, 同时迅速膨胀而使其细化的方法。
此法最初是Yeh等人观察Zr
3
Rh吸收氢气后
的结构变化时发现的。
研究证明有许多金属间化合物<如表所示= 都可以通过此法制成非晶态微粉。
值得一提的是像Zr3Al等许多金属间化合物用其他方法都难以形成非晶态金属, 而用此方法则能较方便地使其形成非晶态合金。
获得的非晶态金属粉末粒径在20um以下, 而且可以通过控制氢气的压力及反应温度来调节非晶态金属粉末粒度的大小。
这些非晶态金属粉末的性能与其他方法所获得的非晶态合金的性能有很大差别, 如比热大、结构缓和大、易烧结等。
但用此法制作非晶态微粉时, 合金应能大量地吸收氢气才行, 所以合金中必须含有许多与氢结合性强的元素, 如稀土元素Ti,Zr,Hf,Nb等元素，在合金成分上有一定的限制。
（2）机械合金化法。
这是将两种以上的原料粉末在非活性气体中通过球磨而得到非晶态金属微粉的方法, 通常称为Mechanical Alloying(MA)法。
这种方法最初是INCO公司的Benjamin为了制作粒子分型强化超合金而提出的。
近几年来, 发现有一些合金经球磨后会发生非晶态化相变, 才引起人们对此方法的广泛兴趣。
目前对(入法的热力学、非晶态化机理、非晶态微粉的物性、合金结构等方面的研究都很活跃。
常见的球磨方法有滚动式球磨、搅拌球磨、行星型球磨、振动球磨等几类。
在球磨过程中有冲击、剪切、摩擦、压缩及多种混合作用。
这些作用使金属粉末局部破坏、压接, 在微观上混合化、合金化、微粒化, 通过局部加热、扩散,形成非晶态金属粉末。
在各种作用中, 媒体与硬质球相碰的碰撞力起的作用最大。
非晶态粉末的形成除了与研磨工艺有关外, 更重要的是还与元素之间的结合自由能、原子间的半径比密切相关。
根据合金状态图的特点, 可以将这些合金分成6类。
还有一种与MA相似的叫做MG法(Mechanical Grinding)的方法, 也同样被广泛应用在非晶态微粉研究中。
MG法与MA法之处是其出发原料不同,MG法是以多种金属的合金粉末为原料, 另外元素间的结合能△G必须小于零。
非晶态金属粉末的研究仅有几年的的功夫, 但已形成非晶态材料领域中的一个重要方向。
随着微粉制作技术的提高以及微粉物性和成形技术的不断开发, 在不久的将来这种材料将能得到广泛应用。
四, 非晶态金属的应用。