第四章 非晶态合金的制备
非晶合金制备方法
非晶合金制备方法非晶合金，也被称为非晶态金属或非晶态合金，是一种具有非晶态结构的合金材料。
与晶态材料相比，非晶合金具有更高的强度、硬度和耐腐蚀性，因此在许多领域有着广泛的应用。
有几种常见的非晶合金制备方法，包括快速凝固法、溅射法和机械合金化法等。
快速凝固法是最常用的一种制备非晶合金的方法。
该方法通过将合金液体迅速冷却至高速凝固状态，使其结晶过程无法发生，从而形成非晶态结构。
快速凝固法主要有液体金属冷却法、蒸发冷凝法和高速冷却法等。
液体金属冷却法是将合金液体倒入一个冷却介质中，使其迅速冷却并形成非晶态结构。
蒸发冷凝法则是通过蒸发冷却的方式制备非晶合金。
高速冷却法则是利用高速冷却流体对合金液体进行快速冷却。
溅射法是另一种常用的非晶合金制备方法。
该方法通过将原料金属放置在真空室中，然后利用离子束轰击或电弧放电等方式将金属原子溅射到基底上，形成非晶合金薄膜。
溅射法可以制备出具有高质量、高纯度的非晶合金薄膜，广泛应用于电子器件和光学材料等领域。
机械合金化法是一种将粉末混合物通过机械力作用下制备非晶合金的方法。
该方法通常使用球磨机或高能球磨机等设备，将金属粉末和非金属元素混合在一起，通过机械力的作用使其形成非晶态结构。
机械合金化法可以制备出大块的非晶合金材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和能源领域。
除了以上几种方法，还有一些其他的非晶合金制备方法，如熔体淬火法、气相沉积法和快速固化法等。
这些方法各有特点，适用于不同类型和形状的非晶合金材料制备。
非晶合金是一种具有特殊结构和性能的材料，在现代科学技术中有着广泛的应用。
通过快速凝固法、溅射法和机械合金化法等多种制备方法，可以制备出高质量的非晶合金材料，为各个领域的发展提供了重要的支持。
随着科技的不断进步，相信非晶合金的制备方法将会更加多样化和高效化。
非晶态合金材料的制备及其力学性能研究
非晶态合金材料的制备及其力学性能研究非晶态合金材料（Amorphous Alloy）是指由金属原子、金属间化合物或金属与非金属元素形成的无定形固体。
这种材料具有优异的力学性能、热稳定性和腐蚀抗性等特点，因此被广泛应用于航天、汽车、电子等领域。
本文将介绍非晶态合金材料的制备方法和力学性能研究。
一、非晶态合金材料的制备方法非晶态合金材料的制备方法主要有快速凝固法、机械合金化法和物理气相沉积法等。
快速凝固法是指将高温熔体通过快速冷却制备非晶态合金。
该方法常用的设备有单轮快速凝固仪、多轮快速凝固仪和线性凝固仪等。
通过这些设备，可以制备出具有不同组成和形状的非晶态合金。
机械合金化法是指将粉末状的金属材料在高能球磨机中进行反复摩擦和冲击，使其发生塑性变形和固态反应，从而形成非晶态合金。
该方法适用于制备微米级别的非晶态合金，具有操作简单、设备成本低等优点。
物理气相沉积法是指将高温的原料气体通过离子束或电子束加热，形成高能原子簇，在衬底上沉积并形成非晶态合金。
该方法可制备出具有较大平面尺寸和均匀厚度的非晶态合金薄膜，适用于微电子器件等领域。
二、非晶态合金材料力学性能研究非晶态合金材料的力学性能是其在工程应用中的重要特性，主要包括弹性模量、屈服强度、延展性等。
弹性模量是指材料在力学应变范围内，对应力变化的敏感度。
非晶态合金材料的弹性模量通常较高，这意味着其具有良好的耐磨损性和抗变形能力。
屈服强度是指材料的抗拉强度达到临界值时所承受的最大应力。
非晶态合金材料的屈服强度通常较高，甚至可超过传统多晶金属材料的强度水平。
这是由于其无定形结构使得位错无法在晶间滑移，因此其内部形成的应力场比多晶材料更均匀。
延展性是指材料在受力时的变形能力。
非晶态合金材料通常具有较小的延展性，这是由其无定形结构所决定的。
但是，可以通过合适的改性和处理方式，提高其塑性和延展性。
非晶态合金材料的力学性能在工程应用中具有重要意义。
研究其力学性能不仅可以为其工程应用提供理论指导，而且还可促进新型非晶态合金材料的发展和应用。
非晶态合金制备及其应用前景
非晶态合金制备及其应用前景非晶态合金是一种新型的合金材料，它的结晶状态比传统的晶态合金复杂，而且具有许多优越的性能。
由于其独特的结构和性质，非晶态合金正在成为材料科学领域的研究热点。
本文将介绍非晶态合金的制备方法以及其在各个领域中的应用前景。
1. 非晶态合金的制备方法非晶态合金的制备方法很多，可以分为物理法和化学法两种。
物理法主要包括快速凝固法、机械法、靶材法、等离子体喷涂法等。
其中，快速凝固法是将高温熔体迅速冷却制成非晶态结构的方法，可以通过快速凝固的方式来制备非晶态合金。
化学法主要包括化学还原法、溶胶-凝胶法、热分解法等。
这些方法都可以通过化学反应的方式来得到非晶态合金。
2. 非晶态合金的性能和应用非晶态合金具有很多优越的性能，如高强度、高韧性、高硬度、优异的磁学性能和生物相容性等。
因此，非晶态合金在材料科学中应用广泛，特别是在电子、航空航天、汽车等领域中。
2.1 电子领域非晶态合金在电子领域中的应用主要包括磁盘头、传感器、电流互感器、电感器、电子阜等。
其中，磁盘头是非晶态合金最早得以商业化应用的领域之一。
而随着电子技术的发展，非晶态合金在电子领域中的应用潜力也越来越大。
2.2 航空航天领域非晶态合金的高强度和高韧性使它在航空航天领域中非常有用。
在航空航天领域中，非晶态合金可以用于制备高性能涡轮叶片、航空发动机叶片、低重量的飞机结构和引擎飞轮等。
2.3 汽车领域汽车领域是非晶态合金的另一个潜在的应用领域。
使用非晶态合金可以制造高强度、高韧性和低能耗的汽车结构和发动机部件。
此外，非晶态合金还可以用于制造汽车轮毂、减震器、牵引电机等。
3. 非晶态合金的未来发展前景非晶态合金在各个领域中的应用前景非常广阔。
随着科技的不断发展和应用范围的扩大，非晶态合金的制备工艺和性能也将不断提高。
在未来，非晶态合金将成为材料科学领域的主要研究方向之一，并且将得到更广泛的应用。
功能材料(非晶态合金)
图4-4 纯Ni，Au77.8Ge13.8Si8.4，Pd82Si18， Pd77.5Cu6Si16.5的C曲线
从图中可以看出，不同成分的合金，
形成非晶态的临界冷却速度是不同的。临
界冷却速度从TTT图可以估算出来
Rc = (Tm-Tn)／tn
式中Tm为熔点，Tn，tn分别为C曲线鼻尖所 对应的温度和时间。
组元间电负性及原子尺寸相差越大(10％
~20％)，越容易形成非晶态。在相图上，
成分位于共晶点附近的合金，其Tm一般较
低，即液相可以保持到较低温度，而同时
其玻璃化温度Tg 随溶质原子浓度的增加而
增加，令T = Tm-Tg，T随溶质原子的增
加而减小，有利于非晶态的形成。
合金非晶态的形成倾向与稳定性通常 用ΔT＝Tm －Tg 或ΔTx ＝Tx －Tg 来描述，其
3．化学气相沉积法(CVD)
目前，这种方法较多用于制备非晶态Si，Ge， Si3N4，SiC，SiB等薄膜，适用于晶化温度较高的材 料，不适于制备非晶态金属。
4．液体急冷法 将液体金属或合金急冷获得非晶态的方法统称为 液体急冷法。可用来制备非晶态合金的薄片、薄带、 细丝或粉末，适于大批量生产，是目前实用的非晶 态合金制备方法。
若考虑实际冷 却 过程， 就要作 出 合 金的连 续冷却 转 变 图 (CCT 图 ， 即 Continous-CoolingTransformation )， 如图4-5，图中示出 了临界冷却速度。
图4-5 几种非晶态合金的CCT图及TTT图
研究表明，合金中组元间电负性及原 子尺寸大小与非晶态的形成有很大关系。
为了进一步了解非晶态的结构，通常 在理论上把非晶态材料中原子的排列情况 模型化，其模型归纳起来可分两大类。一 类是不连续模型，如微晶模型，聚集团模 型；另一类是连续模型，如连续无规网络 模型，硬球无规密堆模型等。
非晶态合金的一种制备方法
非晶态合金的一种制备方法非晶态合金是指具有非晶态结构的金属合金。
与晶体结构的金属合金相比，非晶态合金具有具有更高的硬度、强度和韧性，以及优异的阻尼特性和导电性。
非晶态合金制备方法主要有快速凝固法、化学合成法、机械合金化法以及溶液淬火法等。
以下将详细介绍这些制备方法。
1. 快速凝固法:快速凝固法是制备非晶态合金最常用的方法之一。
该方法在金属熔体状态下，通过快速冷却将熔体迅速凝固成非晶态结构的固体。
常用的快速凝固方法包括水淬法、微滴法以及薄带法等。
其中，水淬法是最常用的方法之一，其原理是将熔融金属注入到冷却剂中，迅速冷却凝固成非晶态合金。
这种方法可以制备出具有高度非晶态结构的合金，但是需要对冷却速度进行精确控制。
2. 化学合成法:化学合成法是通过化学反应来制备非晶态合金。
这种方法通常使用金属有机前体与其他化合物反应生成非晶态合金。
例如，通过气相沉积法，可以将金属有机前体在高温条件下分解成金属原子，然后与其他气体反应生成非晶态合金。
这种方法可以控制合金的化学组成和结构，可以制备出多种不同的非晶态合金。
3. 机械合金化法:机械合金化法是通过机械力的作用来制备非晶态合金。
这种方法通常使用高能球磨、挤压、冲击等机械力对金属粉末进行处理。
机械合金化的原理是通过机械力使金属粉末发生变形、断裂和重新结合，形成非晶态和纳米晶态结构的合金。
机械合金化法制备非晶态合金具有简单、可扩展性好的特点。
4. 溶液淬火法:溶液淬火法是将金属合金在高温状态下快速冷却至低温，制备非晶态合金。
在溶液淬火法中，液体金属合金先加热至高温状态，然后迅速浸入低温淬冷液体中，使其迅速冷却凝固为非晶态合金。
该方法需要对淬冷温度和淬冷液体进行精确控制，可以制备出高度非晶态结构的合金。
总的来说，制备非晶态合金的方法有快速凝固法、化学合成法、机械合金化法以及溶液淬火法等。
这些方法各有优缺点，选择合适的制备方法要根据具体的要求和实际情况来确定。
非晶态合金的制备方法的研究和应用将为制备高性能材料和开发新颖器件提供重要的技术支持。
非晶态合金的制备与性能研究
非晶态合金的制备与性能研究一、引言非晶态合金是一种特殊的材料，它是由高浓度的合金元素混合制成的。
与传统的多晶材料相比，非晶态合金具有更高的强度、更低的磨损和更好的防腐蚀性。
近年来，非晶态合金在汽车、航空、电子和能源等领域得到了广泛的应用。
二、非晶态合金的制备方法非晶态合金的制备方法有多种，主要包括溶液冷却、气相淬火、电弧溅射和机械合成等。
其中，溶液冷却法是一种简单有效的方法，它可以制备出大量的非晶态合金样品。
该方法通常是将合金元素混合在一起，然后将混合物放入高温溶液中，迅速冷却。
通过这种方法，可以制备出各种不同的非晶态合金样品。
气相淬火是另一种制备非晶态合金的方法。
该方法可以通过在惰性气体中快速冷却合金样品来制备非晶态合金。
这种方法可以获得优异的非晶态合金样品。
电弧溅射是一种常见的合金制备方法，它适用于制备各种金属薄膜和表面涂层。
该方法通过在真空环境下对目标材料进行电弧放电来制备非晶态合金。
这种方法还可以制备出多层复合薄膜和纳米多层结构薄膜。
机械合成是一种非常简单的方法，它利用机械力来制备非晶态合金样品。
该方法可以通过球磨等机械装置对合金粉末进行处理，得到非晶态合金样品。
该方法制备的非晶态合金样品具有良好的均匀性和可控性。
三、非晶态合金的性能研究非晶态合金具有许多出色的性能，其中最突出的是其高强度和良好的延展性。
这两种性能的组合使非晶态合金被广泛应用于许多重要的领域。
非晶态合金还具有优良的耐腐蚀性和高温性能。
这些性能使得非晶态合金在汽车、航空和能源领域得到广泛的应用。
除了高强度和高温性能外，非晶态合金还具有出色的热稳定性和化学稳定性。
这些性能使得非晶态合金适用于各种特殊环境下的应用。
最近的研究表明，非晶态合金还是一种优秀的催化剂材料。
非晶态合金催化剂可以用于水处理、气体处理和化学加工等领域。
四、结论非晶态合金是一种具有广泛应用前景的高性能材料。
它的制备方法多种多样，而且具有许多出色的性能。
未来的研究应该集中于探索非晶态合金在各个领域中的应用，以及制备更高性能的非晶态合金材料。
非晶态合金材料的制备及其性能研究
非晶态合金材料的制备及其性能研究一、引言非晶态合金材料是由金属和非金属元素混合而成的一种特殊材料，具有良好的机械性能、高温稳定性和耐腐蚀性等特点，在航空、航天、电子、汽车等领域得到广泛应用。
本文旨在介绍非晶态合金材料的制备方法及其性能研究进展。
二、非晶态合金材料的制备方法1.快速凝固法快速凝固法是制备非晶态合金材料的主要方法之一。
它是通过将高温熔体在短时间内迅速冷却而得到的。
快速凝固法主要有以下几种形式：(1)注射成形注射成形是指将高温合金液体喷射到高速旋转的铜轮上，使其迅速凝固成带状或箭头状的合金带或合金箭头。
(2)薄带法薄带法是将高温合金液体均匀倾倒在旋转的铜轮上，使其形成均匀的薄片状合金带。
薄带法工艺简单，适合生产中小规模、复杂形状的非晶态合金部件。
(3)熔体淬火法熔体淬火法是将高温合金液体放在冷却系统中，在液态状态下急速冷却。
2.物理气相沉积法物理气相沉积（PVD）法是利用大气微压力下的物理气相形成气体离子，进行材料表面修饰或改性的工艺。
PVD法可制备多层复合非晶态合金膜、纳米非晶态合金薄膜等。
3.化学气相沉积法化学气相沉积（CVD）法是以气相反应产生的物质形成与原始气体化学不同的新物质，通过气相化学反应方式形成非晶态合金薄膜。
CVD法优点在于大面积生产高质量、不同形状的非晶态合金膜，同时也可以较好地调节非晶态的成分结构。
三、非晶态合金材料的性能研究1.机械性能非晶态合金材料具有很高的硬度和弹性模量，极高的疲劳极限，强度接近于普通坚硬材料的2倍以上。
非晶态合金的强度与它们的化学成分、制备方式、形状和粒度有关。
2.热稳定性非晶态合金材料具有很好的热稳定性。
其玻璃化转变温度（Tg）相对较高，可达到1000°C以上。
与单一纯金属相比，非晶态合金的热稳定性优越，主要由于结晶的组织失去了。
传统的金属多晶材料在高温时会出现晶粒的长大和变形，而非晶态合金不会发生这种情况，因此其高温稳定性更好。
非晶态合金的形成条件与制备方法
非晶态合金的形成条件与制备方法非晶态合金是一种特殊的材料，其具有非晶态结构和特殊的性能。
它的形成条件和制备方法是研究这一材料的重要内容。
一、形成条件非晶态合金的形成需要满足一定的条件，主要包括以下几个方面：1. 快速凝固条件：非晶态合金的形成需要在非常短的时间内将液态合金快速冷却到玻璃转变温度以下，使其无法发生晶化。
因此，需要使用特殊的快速凝固技术，如快速凝固法、溅射法、等离子体法等。
2. 成分设计：合金的成分对非晶态结构的形成起着重要作用。
一般来说，非晶态合金的成分应具有高浓度的合金元素，以增加原子间的相互作用，阻碍晶体的长程有序排列。
3. 合金元素选择：合金元素的选择也是形成非晶态合金的关键。
一般来说，合金元素应具有较大的原子半径不匹配度，以增加原子间的扭曲和不规则性，从而阻碍晶体的形成。
4. 冷却速度控制：非晶态合金的形成需要控制合金的冷却速度。
通常情况下，冷却速度越快，非晶态合金的形成越容易。
因此，需要采用合适的冷却方式和工艺参数，如快速冷却、淬火等。
二、制备方法非晶态合金的制备方法有多种，常用的方法包括以下几种：1. 快速凝固法：这是最常用的制备非晶态合金的方法之一。
该方法通过将合金液体迅速冷却，使其在非晶态温度范围内快速凝固。
常用的快速凝固方法包括冷轧、快速淬火、溅射等。
2. 溅射法：该方法是将合金靶材溅射到基底上，形成薄膜或涂层。
溅射过程中，由于原子的高能量状态和相互碰撞，可以使合金在非晶态条件下形成。
这种方法可以制备非晶态合金薄膜或涂层，具有广泛的应用前景。
3. 熔体淬火法：该方法是将合金加热到液态状态，然后迅速冷却至非晶态转变温度以下。
通过控制冷却速度和温度梯度，可以制备出非晶态合金。
这种方法适用于大块非晶态合金的制备。
4. 等离子体法：该方法是利用等离子体的高温和高能量特性，将合金加热到液态状态，然后迅速冷却。
等离子体法可以制备出高质量的非晶态合金，具有较好的工艺可控性和成品质量。
非晶态合金的制备工艺流程
非晶态合金的制备工艺流程
非晶态合金是一种具有特殊结构和性质的金属材料，具有高硬度、高强度、耐腐蚀等优点，在电子、汽车、航空航天等领域有广泛应用。
非晶态合金的制备工艺流程主要包括原料选择、原料预处理、熔炼、快速冷却和后处理等步骤。
首先是原料选择，非晶态合金的制备需要选择合适的原料，通常选择金属元素和非金属元素组成的合金。
常用的原料有铁、镍、钴、铜、钛、锆等金属，以及硼、磷、碳等非金属元素。
接下来是原料预处理，原料需要进行预处理以提高合金的纯度和均匀性。
预处理包括原料的粉末制备、化学清洗以去除杂质和氧化物，以及高温煅烧等步骤。
然后是熔炼，预处理后的原料被放入熔炼炉中进行熔融。
熔融温度通常较高，达到元素的熔点以上。
可以采用多种方法进行熔炼，如电弧熔炼、感应熔炼、真空熔炼等。
接着是快速冷却，熔融的合金需要经过快速冷却以形成非晶态结构。
快速冷却的常用方法是快速凝固或轧制。
快速冷却可以使合金中的原子无法有序排列，形成非晶态结构，从而使合金具有非晶态合金的特性。
最后是后处理，快速冷却后的非晶态合金需要进行后处理以提高其性能和稳定性。
后处理包括退火、热处理、表面处理等步骤。
通过退火和热处理可以消除内部应
力，提高合金的硬度和强度；而表面处理可以增加合金的耐腐蚀性和装饰性。
总的来说，非晶态合金的制备工艺流程包括原料选择、原料预处理、熔炼、快速冷却和后处理等步骤。
每个步骤的参数和工艺条件都会影响合金的成分和性能，因此需要通过合理的工艺控制来获得理想的非晶态合金材料。
非晶态合金的制备工艺还在不断发展和改进中，以满足不同领域的应用需求。
非晶态合金的制备及结构与性能研究
非晶态合金的制备及结构与性能研究近年来，随着人类对材料科学的深入研究，非晶态合金逐渐成为材料科学界研究的热门领域。
非晶态合金是指由多种金属元素组成，在快速冷却过程中形成的无序非晶态或近非晶态结构材料。
相比晶态金属材料，非晶态合金具有更高的强度、硬度、韧性、抗蚀性等优异性能，受到了广泛的关注和研究。
一、非晶态合金的制备方法目前，制备非晶态合金主要有以下几种方法：1. 快速凝固法此方法是在铜轮式或其他快速凝固设备上，通过快速冷却液态金属而得到非晶态合金的方法。
快速凝固技术的关键在于如何快速降温。
常用的快速凝固方法有液滴冷却、摆动法、快速拉伸法以及堆叠法等。
2. 溅射法利用溅射技术在高真空或惰性气体气氛下，将靶材以高速轰击到基板上形成膜层，即溅射膜。
在适宜的条件下，可以得到非晶态合金溅射膜。
相对于传统方法，溅射法具有简单易行、温度控制方便、成分可控等特点。
3. 电化学沉积法利用电化学原理，将金属离子还原到基板表面，得到非晶态合金材料。
相对于其他方法，电化学沉积法制备的非晶态合金膜层具有良好的纯度和化学均匀性，同时还具有大面积和厚度可控等优点。
二、非晶态合金的结构和性能非晶态合金的结构复杂，包括非晶态和微晶态两种结构。
非晶态结构是由于快速凝固时原子无法形成有序的晶体结构，而形成的无序有序态结构。
微晶态是由于在快速凝固的过程中，由于成分分布不均的原因，局部结晶形成的结构。
非晶态合金具有许多优异的性能：1. 高强度和高硬度非晶态合金材料中的无序结构和微晶结构可以有效阻碍位错的滑移，从而提高材料的机械强度和硬度。
比如一些钛基非晶态合金的强度甚至可以达到普通结晶态钢的两倍。
2. 良好的磁性能非晶态合金因为其独特的内禀磁学特性，在磁学材料和磁信息存储等领域具有广泛的应用前景。
3. 良好的抗蚀性由于非晶态合金的化学成分和表面状态都非常均匀，能形成很好的保护膜，具有良好的耐蚀性。
4. 较强的变形能力由于非晶态合金的内部结构无序，在材料缺口处易于扩散，能够容忍较大的应变，从而具有较高的塑性和韧性。
第四章 非晶态合金的制备
5、其它性能
非晶态合金的表面具有很高的化学活性，许多情 况下还具有极为有利的对化学反应的选择性，再 加上良好的耐蚀性能，使得金属玻璃有可能成为 一种新型的催化剂及电极材料。
某些非晶合金的表面具有只吸附溶液中特定的金 属离子的特性，因而可用以从放射性废料中分离 某些元素。
此外，非晶合金还是有希望的储氢及超导材料。
非晶态材料
非晶态合金 非晶态半导体 非晶态超导体 非晶态聚合物
一、非晶态合金的结构特点
与晶态材料的结构相比较，非 晶态材料具有以下主要特征：
(1)长程无序性 原子的排列从总体上是无规
则的，但近邻或次近邻原子 间存在短程有序。由于非晶 态结构的长程无序性，可以 把非晶态材料看作是均匀的 和各向同性的结构。 “短程有序”是非晶态固体 的基本特征之一。尺寸约约 1~1.5nm。
如图将合金棒或小块置入玻璃管中玻璃管经抽真空后充入惰性气体在其端部采用感应加热将合金熔化依靠熔融合金的热量使与其接触的玻璃管壁软化并与熔融合金润湿性紧密接触在一定的拉力下拉成很细的毛细玻璃管金属熔体依靠润湿作用流入毛细管中经过冷却器的激冷通过绕线导管后直接缠绕获得连续的玻璃包覆线材
第四章 非晶态合金的制备
图示是对于纯镍及三种合金计算所得的TTT曲线。可见，在几种合金中，由 于液相线温度的降低及玻璃转化温度的提高，因而其结晶起始曲线与纯镍比， 都大大向右推迟了。图上的虚线是由TTT曲线计算来的CCT曲线。
根据CCT曲线，计算所得的Rc:
Ni—3×1010K/s AuGeSi—7.5×105K/s PdSi —2.7×103K/s
但大部分常规的工业合金，其临界冷却速度要远高于此， 故在目前的快速凝固技术条件下，还不容易形成非晶结构。
非晶态合金的制造与应用
非晶态合金的制造与应用一、引言随着科学技术的不断发展，人们对于材料的要求越来越高。
过去常用的铁、铜等传统材料已经无法满足现代工业生产的需要，因此，非晶态合金作为一种新型材料，其制造与应用成为了关注的焦点。
本文将主要介绍非晶态合金的制造与应用。
二、非晶态合金的制造1. 制备原理非晶态合金的制备是通过冷却快速堆积来实现的。
一般来说，合金液体的冷却速率需要达到10^5~10^7 K/s区间内，才能够实现非晶态结构的形成。
制备方法有多种，包括溅射法、高能球磨、电渣重熔等。
2. 制备技术（1）溅射法溅射法是一种利用高能离子轰击靶材表面，产生高温等效果蒸发金属的制备方法，适用于制备多种金属非晶态合金。
该方法通过在真空环境中加热目标材料，产生膨胀气体并形成雾状的靶材蒸汽，喷射到已加工的基材上，形成非晶态合金。
（2）高能球磨高能球磨是利用高速旋转的球装置将金属粉末强制撞击并摩擦磨合，形成非晶态合金的一种方法。
通过控制球和瓶之间的距离，可调节摩擦磨损能量大小，而达到非晶态合金的制备。
（3）电渣重熔电渣重熔制备法是一种基于重熔-快速冷却原理的制备非晶态合金方法。
该方法通过电解原理，采用钼底板捕获非晶态成分，能在大尺寸、多元型金属合金中制备出非晶态材料。
三、非晶态合金的应用1. 储能材料非晶态合金有着很好的储能性能，可以制备成钢芯铝绞线等场合中的间隔垫，用做电网调峰、电源电池等；同时还可以用于制造储氢装置，裂解水制氢等。
2. 金属玻璃非晶态合金的制备过程中，因为快速冷却的缘故，避免了晶体结构的形成，因此其结构为均匀无序状态的玻璃状结构，被称为金属玻璃。
由于非晶态合金的热稳定性好、耐腐蚀性强等优点，常常被作为高端产品制造的原材料，如半导体设备、空气处理系统等。
3. 触媒材料非晶态合金的表面有着多数度较高、活性较好的缺陷位点，因此在光催化和电催化反应过程中具有很好的催化性能，可以用作金属催化剂，被广泛应用于化学和环保领域。
非晶态合金的形成条件与制备方法
非晶态合金的形成条件与制备方法非晶态合金是一种特殊的材料，具有非常优异的物理和化学性质。
它的形成条件和制备方法对于研究和应用非晶态合金具有重要意义。
本文将详细介绍非晶态合金的形成条件和制备方法。
一、非晶态合金的形成条件非晶态合金的形成需要满足一定的条件。
首先，合金成分要合适。
通常，非晶态合金由两种或更多种元素组成，其中至少有一种是非晶态形式的。
这些元素的原子尺寸和电子结构应该相似，以便在混合时形成均匀的非晶结构。
合金制备过程中需要快速冷却。
非晶态合金的形成是通过快速冷却液态金属来实现的。
通常，合金液态态由高温下熔融的金属经过混合和均匀化处理得到，然后通过快速冷却来防止晶体的形成，从而形成非晶态结构。
合金材料需要具备合适的形成条件。
通常，非晶态合金的形成需要在合适的温度范围内进行，并且需要保持足够的过冷度，以确保非晶态结构的稳定性。
此外，合金材料的形成还可能受到外界因素如应力和压力的影响。
二、非晶态合金的制备方法非晶态合金的制备方法有多种，下面将介绍几种常见的制备方法。
1. 快速凝固法：这是最常用的非晶态合金制备方法之一。
通过将熔融态合金迅速冷却到非晶态区域的方法来制备非晶态合金。
常用的快速凝固方法包括快速凝固液滴法、快速凝固薄带法和快速凝固块体法等。
2. 溅射法：这是一种通过溅射技术制备非晶态合金的方法。
在溅射过程中，通过将合金靶材置于真空腔室中，利用离子轰击或电子轰击的方式将合金材料溅射到基底上，形成非晶态合金薄膜。
3. 机械合金化法：这是一种通过机械力作用来制备非晶态合金的方法。
常见的机械合金化方法包括球磨法和挤压法等。
在球磨法中，通过高能球磨机将合金粉末进行球磨处理，使其形成非晶态结构。
在挤压法中，通过高压下将合金材料进行挤压，使其形成非晶态结构。
4. 液相法：这是一种通过液相合成的方法来制备非晶态合金。
在液相法中，通过将合金元素的溶液混合并进行热处理，使其形成非晶态结构。
常见的液相法包括熔融法和溶液法等。
非晶态合金制备及应用研究
非晶态合金制备及应用研究非晶态合金，也叫做无晶态合金或非晶态金属，是指具有非晶态结构（即没有规则排列的晶体结构）的合金。
与晶态合金相比，非晶态合金具有很多优点，如高韧性、高硬度、高耐蚀性、低磨损率等，因此在航空、汽车、电子、生物医学等众多领域得到了广泛的应用。
一、非晶态合金的制备方法目前，制备非晶态合金的主要方法包括快速凝固法和物理气相沉积法两种。
快速凝固法是指在液态合金状态下，将其迅速冷却并凝固成非晶态合金。
具体方法有：1. 熔体冷却法：将液态金属倒入铜轮上，利用轮速快速冷却。
这种方法可以制备出大量长薄带状的非晶态合金材料。
2. 射流凝固法：将液态金属射流喷向冷凝器，利用冷凝器的低温使金属迅速凝固成非晶态合金。
这种方法可以制备出粉末状的非晶态合金材料。
物理气相沉积法是指利用物理气相反应，将气态原料沉积到基板上，形成非晶态合金薄膜。
具体方法有：1. 磁控溅射法：利用磁场将金属靶材表面的原子击发并沉积到基板上，形成非晶态合金薄膜。
2. 分子束外延法：利用高能量的分子束将原子沉积到基板上，形成非晶态合金薄膜。
二、非晶态合金的应用研究目前，非晶态合金已经在多个领域得到广泛的应用。
1. 航空领域：由于非晶态合金具有高强度、高韧性、高耐蚀性等优点，因此在航空领域得到了广泛的应用。
例如，利用非晶态合金制造的飞机零件可使飞机的重量减轻，燃油消耗量降低，从而提高飞机的性能和经济效益。
2. 汽车领域：非晶态合金因具有高硬度、高韧性、高耐蚀性等优点，被广泛应用于汽车发动机、传动系统等零部件的制造。
例如，利用非晶态合金制造的轮胎钢丝可大大提高轮胎的耐磨性和安全性。
3. 电子领域：非晶态合金因具有低磁滞、高导电、高热阻等特点，因此在电子领域得到了广泛的应用。
例如，利用非晶态合金制造的变压器可以使电力变换的效率提高，同时也可以降低能量损失。
4. 生物医学领域：非晶态合金由于具有高生物相容性、低腐蚀性等优点，因此在生物医学领域表现出广泛的应用前景。
非晶态合金的制备及特性研究
非晶态合金的制备及特性研究随着科技的不断发展，人们对材料的需求也越来越高，这推动着材料科学领域的不断进步。
其中，非晶态合金因其优异的物理、化学和机械特性受到了越来越多的关注和研究。
在这篇文章中，我将探讨非晶态合金的制备及其特性研究。
一、非晶态合金的制备方法目前，常见的非晶态合金制备方法有快速凝固法、物理气相沉积法和电化学制备法等。
其中，快速凝固法是最经典的制备方法之一。
快速凝固法是指将合金材料在很短的时间内冷却至非常低的温度，以使其形成非晶态结构。
其关键在于快速冷却，这是通过在合金熔体表面注入流量极大的惰性气体，或是通过在合金熔体上喷射雾化液体或气体实现的。
快速凝固法制备的非晶态合金，通常具有高度均匀的状态和高密度的结构，适用于复杂形状的制备和大型制品的生产。
电化学制备法是另一种制备非晶态合金的方法。
它是通过在电解质溶液中将阳极和阴极浸入合金溶液中，在施加适当电位的情况下，使金属原子在阴极上沉积，并与阴极表面上的吸附剂形成非晶态合金。
这种方法允许制备较大尺寸的非晶态合金材料。
二、非晶态合金的特性非晶态合金具有许多精妙的特性，包括：1.优异的抗腐蚀性能将材料制备成非晶态结构可以大大提高其抗腐蚀性能。
通常情况下，非晶态合金的抗腐蚀性能比晶态合金更好，因为非晶态结构具有更高的化学惯性。
2.极高的硬度非晶态合金的结构中含有大量缺陷，其硬度可以达到几百甚至上千兆帕，比钢铁和晶态合金都要高。
3.良好的韧性和弹性非晶态合金的韧性和弹性通常比同种晶态材料更好，这是因为非晶态结构中不会形成微裂纹，而微裂纹是晶态结构中贯穿整个材料的重要破坏部位。
4.优秀的导电和导热性能非晶态合金的导电性和导热性能通常优于晶态材料，因为非晶态结构中杂质和缺陷相对较少，从而提高了材料电子和热运动的速率。
三、非晶态合金的应用非晶态合金的性质提供了广泛的应用领域。
它们被用于制造多种工业制品，如刀片、弹簧、传动轴、导线、传感器和电池。
此外，非晶态合金也可用于生物医学和能源领域。
冶金工业中的非晶态合金制备方法教程
冶金工业中的非晶态合金制备方法教程非晶态合金是一种特殊的材料，具有优异的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性能，因此在冶金工业中得到广泛应用。
本文将介绍冶金工业中非晶态合金的制备方法，以供参考。
1. 快冷淬火法快冷淬火是制备非晶态合金的一种常见方法。
该方法通过迅速冷却合金溶液，使其快速锁定在非晶态结构中，防止晶体的形成。
快冷淬火法可以通过多种方式实现，包括快速凝固、快速减温和快速冷却等。
在实际操作中，可以使用气冷或液冷装置，将合金淬火至液氮温度以下。
此外，还可以使用电磁感应加热或激光加热等技术，以提高合金的冷却速率和延缓合金结晶的发生。
此种方法适用于制备各种金属合金，如铁基合金、镍基合金等。
2. 离子束淬火法离子束淬火法是一种较新的非晶态合金制备方法。
该方法通过将金属合金暴露在高能离子束中，使其表面受到强烈的离子轰击。
离子轰击产生的热量和压力可以快速冷却金属合金，形成非晶态结构。
离子束淬火法具有一些独特的优势，如能够制备薄膜和纳米尺度的非晶态合金，以及在低温下制备非晶态合金。
然而，这种方法需要昂贵的离子束设备，并且对合金薄片的质量和纯度要求较高。
3. 机械合金化法机械合金化法是一种通过高能机械力作用下的冶金方法制备非晶态合金的方法。
该方法通过高速旋转的球磨机或振动研磨机等设备，将含有不同金属的粉末混合均匀，并产生相互碰撞和变形，形成非晶态合金。
机械合金化法具有简单易行、原理清晰等优点，适用于制备大量的非晶态合金。
此外，该方法还可以实现多元非晶态合金的制备，通过控制合金中不同金属的比例和添加不同元素，可以调节合金的结构和性能。
4. 溅射法溅射法是一种常用的制备非晶态合金的物理气相沉积方法。
该方法通过将原材料靶材置于真空室中，使用离子束轰击或激光加热等方式使靶材表面蒸发，然后沉积于基板上形成非晶态合金薄膜。
溅射法具有高纯度、成膜速度快、制备薄膜便利等优势，是制备非晶态合金薄膜的一种常用手段。
此外，溅射法还可以对合金进行复合与掺杂，以提高合金的性能和附着力。
非晶态合金的制备及其物理性能研究
非晶态合金的制备及其物理性能研究随着科技的不断发展，材料学科也在不断地推陈出新，不断为人类的生活和工业生产提供新的材料。
其中，非晶态合金是目前研究比较活跃的领域之一。
在本文中，我们将探讨非晶态合金的制备及其物理性能。
一、非晶态合金的制备非晶态合金，又称为非晶态金属、非晶态合金材料或非晶态材料，是指其结构呈非晶态的金属材料。
由于其分子结构不规则、限制了其内耗和晶粒界层的影响，所以具有很多特殊的物理性质和化学性质。
首先，制备非晶态合金的方法有很多种，包括快速凝固法、气体物理沉积法、溅射法、毫秒级激光熔化沉积法等。
但其中比较常见的制备方式是快速凝固法。
快速凝固法指的是将液态金属通过高温、高速淬火过程直接制得非晶态合金的方法。
因为快速凝固法制备出来的非晶态合金具有高密度、高硬度、高强度、高延性和高瑞利散射等特点，其应用范围也非常广泛。
二、非晶态合金的物理性能非晶态合金的物理性质各异，例如硬度、强度、延展性、尺寸稳定性、磁学性能、耐热性等。
其中，具有较高实用价值的物理性能有以下几个方面：1.高比强度、高比刚度和优异的耐磨性由于其大量的缺损和非晶结构，在外力作用下，原子间的键能难以承受应力的时间非常短，而且缺陷能减小晶格位移的能量势阱，从而影响位移机制。
沿晶变形难以发生，对应力的高响应使得非晶态合金具有超高的比强度和比刚度。
而且，非晶态合金具有良好的耐磨性，其原因是它们不易在表面形成轮廓，而是在干摩擦中比晶态材料更容易发生微奇异磨损，因此具有良好的耐磨性。
2.优异的韧性和延性尽管非晶态合金的比强度高，但其韧性和延性也非常优异。
与晶态材料相比，非晶态合金内部没有界面，几乎没有微小晶粒，因此在塑性变形时不会因晶界的滑移而引起材料的断裂韧性。
而且非晶态合金的冷形塑性形变强度非常大，可以达到近100%，所以其在成形加工中具有很大的应用潜力。
3.较广的电学和磁学应用由于非晶态合金具有较强的磁学特性，如高磁导率、高磁饱和感应强度、低磁化强度、低损耗等，因此应用场合非常广泛，主要用于生产制造电感器、传感器、变压器、磁芯等电子元器件和电动机等磁性材料。
非晶态合金的制备技术及其性能研究
非晶态合金的制备技术及其性能研究随着科技的发展，材料学科的发展也逐渐成为人们关注的焦点之一。
非晶态合金因其优良的性能受到广泛关注，其制备技术及性能研究成为了材料科学领域中重要的研究课题之一。
1. 非晶态合金的概念非晶态合金是指由两种或两种以上的金属元素组成的具有非晶结构（非晶态）的合金。
非晶态合金在制备时通过快速冷却等非常规方式，使金属原子不具有传统结晶状态的长程有序性，而呈现出无序的准晶态或非晶态结构，因而具有许多非晶结构独有的优异性能。
2. 非晶态合金的制备技术（1）快速凝固技术快速凝固技术是指制备非晶态合金时直接将熔体喷射到高温的转鼓或铜轮表面，使熔体在非常短的时间内冷却凝固成带有非晶态结构的薄带材。
（2）溅射技术溅射技术是指把多种基元金属附着到靶材表面，然后用稀有气体作为离子源让靶材表面的金属离子瞬间蒸发，通过惯性的原理将其均匀地沉积在衬底上，形成一层具有非晶态结构的合金膜。
（3）机械合金化法机械合金化法是指将粉末混合研磨，以获得无序的物质结构。
该法通过反复研磨、压缩、退火等预处理手段，使粉末微观结构的长程有序排列被均匀打乱，从而实现了纳米晶合金的制备，同时也可以制备出非晶态合金粉末。
3. 非晶态合金的性能特点（1）高硬度非晶态合金常特别强调其优异的硬度。
非晶态合金硬度普遍高于多晶合金和单质金属。
（2）高韧性非晶态合金除了硬度高之外，其韧性亦可得到保证。
具有较高的塑性和韧性可以提高合金的变形能力，从而提高其抗裂性。
（3）优异的磨损性能由于非晶态合金的硬度高、耐蚀性好，其磨损率相对较低，在机械、电子等领域中有着广泛的应用。
4. 应用前景非晶态合金的制备技术及性能研究在材料学科中具有重要意义。
随着科技的发展，非晶态合金在航天、军工、汽车、电子和生物医疗等领域得到越来越广泛的应用。
比如非晶态合金通过高强度、高韧性和储氢性能的结合，已成为发展新型储氢材料的热点研究之一。
同时，非晶态合金的发展还将促进其在电子、磁介质、耐磨材料等领域应用的扩展。
非晶态合金材料的制备与性能研究
非晶态合金材料的制备与性能研究一、引言非晶态合金材料是一种具有优异性能的新型材料，其具有相对较高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性和导电性等特性。
因此，在工业生产、电子技术、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
本文将重点介绍非晶态合金材料的制备方法和性能研究。
二、非晶态合金材料制备方法目前，主要的非晶态合金材料制备方法有几种：1. 溅射法利用把纯金属薄片作为目标以及使用高能量离子的方式创造非晶态合金薄膜的制作方法。
2. 快速凝固法通过快速凝固有效地生产细晶粒特色的多晶材料，其中包括非晶形态材料。
3. 非晶态合金淬火法通过将合金材料在液体状态下迅速冷却，使非晶态合金材料得以制作，并且具有优异性能。
三、非晶态合金材料性能研究1. 电学性质非晶合金材料具有良好的导电性，因此在电子工业中有着广泛的应用，如电路连接器、磁性元件、电容元件和传感器等。
2. 机械性质非晶态合金材料具有较高的硬度、强度并且具有优良的形变能力。
尤其是在薄片或纤维形态下，其高硬度、小弹性模量和良好的彻底可塑性使得其在航空航天、汽车制造和医学器械方面具有广泛应用前景。
3. 热学性质由于具有优异的热可靠性，具有良好的铸造性和加工性能，因此非晶态合金材料在中高温领域的应用更加广泛，是一种良好的高温结构材料。
4. 磁学性质非晶态合金材料的磁学性质表现出一些特殊的性质。
在包括传感器、电源和磁记录器等领域都有着广泛的应用。
四、研究现状与未来发展趋势当前，非晶态合金材料的研究较为活跃，涉及到的领域不断拓宽。
其因其一些独特性质导致其具有广泛的应用前景，如中高温领域的应用、机械器械、电子工业等。
未来，非晶态合金材料的研究将进一步深入，创新应用领域不断扩大，从而推动其在经济、社会甚至环境等配置中的应用更加广泛化和深入化。
因此，非晶态合金材料具有非常广阔的市场发展前景。
五、结论综上所述，非晶态合金材料具有优异性能和广泛的应用前景，在目前的研究中，人们使用了多种方法来制备该材料，其中最常见的方法是淬火法、溅射法和快速凝固法。
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应用：非晶态材料可用于日常用品保护和装饰、功能 材料的功能膜层、电子、电力、化工等领域。
第二节 金属玻璃的形成机理及其体系
主要内容： 一、金属玻璃的形成机理 二、非晶合金系及其组元特点
制备非晶态合金必须解决的关键问题 有两个：
(1)必须形成原子(或分子)混乱排列的 状态。 (2)将这种热力学上的亚稳态在一定的 温度范围内保存下来，使之不向晶态 转变。与晶态固体相比，非晶态固体 的一个基本特征是其构成的原子(或分 子)在很大程度上的混乱排列，体系的 自由能比对应的晶态要高，因而是一 种亚稳态。 因此，要求所获得非晶合金的使用温 度应低于合金的晶化温度。
图示是对于纯镍及三种合金计算所得的TTT曲线。可见，在几种合金中，由 于液相线温度的降低及玻璃转化温度的提高，因而其结晶起始曲线与纯镍比， 都大大向右推迟了。图上的虚线是由TTT曲线计算来的CCT曲线。
根据CCT曲线，计算所得的Rc:
Ni—3×1010K/s AuGeSi—7.5×105K/s PdSi —2.7×103K/s
TΔS，式中，ΔG为相变自由能差；ΔH、ΔS分别为液相转变 为固体的焓变和熵变。
在熔点处（即T=Tm），有ΔG=0，因此，Tm=ΔH/ΔS 可见，要得到低熔点，就要减小ΔH、提高ΔS。 增加合金中的组元数量可有效提高ΔS，降低熔点Tm。所以，
多元合金比二元合金更容易形成非晶态。此外，合金中组 元数的增加可以使合金系统自液态向固态转变时自由能变 化△G减小，使得合金自液相发生结晶转变的热力学驱动力 减小，不易发生结晶转变，而容易形成非晶。
显然Rc1要比Rc2大，说明非晶制备过程中抑制熔体凝固时的非均质形核 的重要性。
对于非晶态，从固态到液态，一般没有明显的熔 化温度，存在一个玻璃化温度Tg。一般定义玻璃 化温度Tg为粘度相当于1013泊时的温度，这时位形 熵最小，几乎为零。因此，只有当熔体冷却温度 在玻璃化温度时，非晶态才趋于稳定。为防止结 晶发生，一般要求熔体的过冷度Δ T（=Tm-Tg，Tm 为热力学熔点，即粘度接近于零时的温度）要小。
（3）材料特性的调控性
非晶态合金不受化合价的限制，在较宽 的成分范围内可以自由调节其组成。因 此，它具有许多结晶合金所不具有的优 异的材料特性的调控性。
二、非晶合金的发展历史
1947年：Brenner等人用电解和化学沉积方法获得Ni-P、 Co-P等非晶态薄膜用作金属保护层；
1960年：美国加州理工Duwez枪淬法首次制备几十微米 Au-Si合金薄带；（第一次突破：金属玻璃可人工合成）
3、电学性能 由于非晶态合金具有很小直至为零的电阻温度系数，因而
可成为标准电阻及磁泡存储材料。高电阻率。
4、化学性能 具有高耐腐蚀性。例如Fe43Cr16Mo16C10B5P10金属玻璃在
298K、6mol／L的HCl的极端恶劣环境中，其腐蚀量仅为 304不锈钢的10-5。 （因为其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶界、位 错等结构缺陷，也没有成分偏析和第二相等，故不易产生 引起电化学腐蚀的阴、阳两极。）
1、力学性能 极高的强度及硬度(如Fe80B20玻璃的屈服点σs可达
3626MPa)，硬度值HV为10790MPa，杨氏模量E为 165730MPa)，这是因为非晶态金属中没有普通晶态金 属中总是存在的活动的晶格位错，而在金属/类金属原 子间又有很强的化学键的缘故。在拉伸时，金属玻璃 只展现较小的伸长率(1.5～2.5％)，但在压缩时却表现 出很高的塑性，它的撕裂能亦比一般晶态合金高，表 明在高强度的同时有较好的韧性。 高比强度、超弹性（高弹性极限）、高耐磨损性等。
基于上述原理，已能在1K/s慢速 冷却条件下制备出厚度达1cm的 Pd40Ni40P20非晶合金。我国已成功 地研制出0.4～0.6mm厚更具有实用 价值的Ni-Nb和Ni-B-Si金属玻璃。
1、非晶合金系
二元非晶合金一般是由过渡族金属或贵金属和玻璃化 非金属或类金属组成，如Fe、Ni、Co等和B、Si、C、 P等，玻璃化元素原子百分比为15-30％。
Tg/Tm越大， Rc则越小，液态金属越易形成非晶。实验表 明， Tg/Tm >0.5的液态金属可以方便地采用传统急冷技术 制成金属玻璃。
②临界冷却速度(Rc)
只要冷却速度足够大，任何一种合金熔体都有可能过冷至Tg而不发 生结晶过程，从而形成非晶结构。只是不同的合金，其形成非晶态 的临界冷却速度(Rc)会有很大的差别。
金属凝固时，粘度与温度的关系见图8—24。曲线1表示在接近平衡 的条件下(Tm—平衡熔点)进行的结晶过程，结晶完毕时，粘度上升 至1015Pa·s左右。曲线2表示一过冷的合金熔体，随着温度的下降(过 冷度的增大)粘度不断上升的情况。
临界冷却速度Rc越小，非晶合金的形成越容易，即 该合金的非晶（玻璃）形成能力(GFA， Glass Forming Ability)就越好。
但大部分常规的工业合金，其临界冷却速度要远高于此， 故在目前的快速凝固技术条件下，还不容易形成非晶结构。
此外，过冷液体温度区间Tx(Tx=TX-Tg) 、最大 非晶样品厚度tmax也可用于表征合金的GFA。
小结 在金属玻璃的制备中，形成玻璃态的一般原则可
以归纳为两条： 必须使熔体的冷却速度大于临界冷却速度； 必须将金属玻璃冷到或低于它的晶化温度，严格
通常的金属及合金结晶的最大自发形核速率处的 过冷度约为0.2Tm。
（2）金属玻璃的非晶形成能力(GFA)
① 约化玻璃温度(Tg/Tm)
显然，合金的熔点（Tm）或平衡液相线温度(Tl)愈低，Tg 愈高，则愈容易在连续冷却的过程中避免结晶过程的发生， 最后在Tg温度转变为玻璃。
约化玻璃温度（或称比玻璃转变温度）Tg/Tm（或 Tg/Tl）是液态金属GFA大小的一种度量，即用于 衡量合金形成非晶态的倾向。
2、磁学性能
已开发出一系列具有优良软磁和硬磁 特性的非晶合金。
铁、钴、镍基的金属玻璃具有十分良 好的软磁性能（高磁导率），它们的 铁心损耗仅为晶态合金的几分之一， 是优异的变压器铁心、磁录音头及多 种磁性器件材料。
例如，在电力领域，铁基非 晶合金的最大应用是配电变 压器铁芯。由于非晶合金的 工频铁损仅为硅钢的1/5-1/3， 利用非晶合金取代硅钢可使 变压器的空载损耗降低60%70%。
金属熔体在接近平衡结晶温度时， 其粘度在10-3～10-2Pa·s之间。随 着温度的下降，熔体的粘度不断上 升。如果在金属熔体的连续冷却过 程中，熔体的粘度已上升至 1013Pa·s左右,而结晶形核和长大尚 未开始，则整个结晶过程就被遏制 了。这时(在玻璃转化温度)，熔体 凝固为玻璃态。金属凝固为玻璃的 过程是一个均相的过程，这与通常 的结晶过程有很大的不同,后者是 一个非均相的过程。
地说，必须冷到或低于它的玻璃转变温度Tg。
现在最低的Rc为0.005K/s ，实验室tmax达80mm，最大的样 品厚度有望达150mm。
二、非晶合金系及非晶态合金的组元特点
为了获得大块非晶及准晶材料 还必须借助于合金系的正确选 择和成分设计使合金材料具有 较高的玻璃化转变温度和强的 非晶形成能力。
非晶态材料
非晶态合金 非晶态半导体 非晶态超导体 非晶态聚合物
一、非晶态合金的结构特点
与晶态材料的结构相比较，非 晶态材料具有以下主要特征：
(1)长程无序性 原子的排列从总体上是无规
则的，但近邻或次近邻原子 间存在短程有序。由于非晶 态结构的长程无序性，可以 把非晶态材料看作是均匀的 和各向同性的结构。 “短程有序”是非晶态固体 的基本特征之一。尺寸约约 1~1.5nm。
第四章 非晶态合金的制备
第一节 非晶态合金概述 第二节 金属玻璃的形成机理及其体
系 第三节 非晶态合金的制备方法 第四节 大块非晶的制备
第一节 非晶态合金概述
对自然界中的各种物质 按不同的物理状态分为 两大类：有序结构和无 序结构。
晶体为典型的有序结构， 而气体、液体及诸如非 晶态固体都属于无序结 构，气体相当于物质的 稀释态，液体和非晶固 体相当于凝聚态。
非晶态合金的衍射花样： 由较宽的晕和弥散的环 组成，没有表征结晶态 的任何斑点和条纹。
用电子显微镜看不到由 晶粒晶界、晶格缺陷等 形成的衍衬反差。
(2)亚稳态性 热力学上处于亚稳定状态，
晶化温度以上将发生晶态 结构相变，但晶化温度以 下能长期稳定存在。
这种热力学上的稳定性直 接关系到非晶态材料的使 用寿命和应用。
1990年：美国贝尔实验室陈寿鹤发展了双辊甩带工艺实现 金属非晶薄带量产；
1990年代：日本东北大学Inoue和张涛，美国加州理工 Johnson发现了高非晶形成能力合金，大块非晶兴起； （第二次突破）
2000年代：非晶形成能力的研究派生了高熵合金。
三、非晶态合金的性能及应用
非晶态材料的物理、化学性能常比相应的晶态材料更 优异，从而具有一系列极有价值的性能特点。
(2)主要组元的原子尺寸差要大于12％；
(3)主要组元之间具有负的混合热。即主要组元元素 间有形成化合物的倾向。
主要的非晶合金系有：贵金属基、铁基、钴基、镍基、 钛基、锆基、铌基、钼基镧系金属基、铝基、镁基合 金等
二元（CuZr）到八元（Fe系） 应用最广泛：Zr基、Fe基 形成能力最好：Zr-、Pd-、Ce-BMGs
2、非晶合金系的组元特点
(1)多组元合金体系 由两个以上组元构成； 由热力学原理，当金属或合金熔体发生结晶时，ΔG=ΔH-
1、金属玻璃的形成机理
Байду номын сангаас足够高的冷却速度下，液 态合金中可避免通常的结晶 过程(形核和生长)，而在过冷 至某一温度(Tg称玻璃转化温 度glass transition temperature)以下时，其内部 原子冻结在液态时所处位置 附近，从而形成非晶结构。