铝基非晶合金的玻璃形成能力、热稳定性以及应用展望

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材料学课程论文：Al基金属玻璃的研究

本科课程论文题目Al基金属玻璃的研究发展院（系）专业课程学生姓名学号指导教师二○一二年十月摘要：铝基非晶态合金及其非晶相复合材料均具有优异的特性,是一种具有广阔应用前景的新型结构材料。

Al基非晶态合金的发展历程、玻璃形成能力、Al基金属玻璃的制备方法、研究现状、发展动向在本文中将分别介绍。

关键词：Al基金属玻璃形成能力制备展望0 引言自美国弗吉尼亚大学Poon研究组和日本东北大学Inoue研究组分别发现Al基合金可通过快速凝固技术形成非晶态结构[1]。

Al基非晶态合金及其部分结晶后形成的纳米复合薄带材料表现出超高的比强度（5.2×105Nmkg-1）及良好的塑性，被认为是极具应用前景的新一代超高强度轻质合金。

然而，与Pd、Mg、Zr、Fe等合金相比，Al基合金的玻璃形成能力较低，很难通过熔体浇铸直接形成尺度大于1mm的块体材料。

Al基金属玻璃块体材料的获得主要依赖于粉末固结的途径。

探索具有高玻璃形成能力、可通过熔体直接浇铸形成块体材料的合金体系始终是人们追求的目标。

1 发展历程历史上有关非晶合金研究的最早报道 ,是在1934年 Kramer利用蒸发沉积法发现了附着在玻璃冷基底上的非晶态金属薄膜[2]。

1960 年 ,Duwez 等人采用液态金属快速冷却的方法 ,从工艺上突破了制备非晶态金属和合金的关键，引起了金属材料发展史上的一场革命[3]。

1965 年,Predecki，Giessen等人首次通过熔体急冷的方法得到铝基非晶合金(Al—Si)。

1981年 Inoue 等人开发出含铝量较高的TM(过渡金属)-Al-B 系列非晶合金[4].1984 年Shechman 等人在快凝Al—Mn 合金中发现具有五重对称的二十面体准晶相( Icosahedral quasicrystals phase) 。

此后 ,相继在多种铝与其它过渡金属(Fe ,Cr ,Ni)的快凝合金中发现准晶相[5]。

1988 年 Y. He[6]和 A.Inoue 等人分别独立地制备了含铝量高达90%(原子分数)的轻质高强 Al- TM- Re (TM = 过渡金属 ,RE=稀土元素)非晶合金。

铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展

精密成形工程第16卷第3期 62JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年3月收稿日期：2024-02-21 Received ：2024-02-21引文格式：曹梓恒, 郭威, 吕书林, 等. 铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展[J]. 精密成形工程, 2024, 16(3): 62-75. CAO Ziheng, GUO Wei, LYU Shulin, et al. Progress in Research on Preparation, Properties and Application of Al-based Amor-phous Alloys[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(3): 62-75. *通信作者（Corresponding author ）铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展曹梓恒1，郭威1,2,3*，吕书林1，王锦程2，吴树森1（1.华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术全国重点实验室，武汉 430074；2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安 710072；3.深圳华中科技大学研究院，广东深圳 518057）摘要：铝基非晶合金因其独特的物理和化学性能在诸多领域具有广泛的应用前景，综述了铝基非晶合金的成分体系、制备方法、性能特点及应用研究进展。

首先，介绍了铝基非晶合金的发展历史和成分体系，目前铝基非晶主要分为3大体系：二元、三元和多元体系，以及综合性能和形成能力2大方面，多元体系表现更佳，并逐渐向更多元化发展；其次，系统介绍了铝基非晶合金的制备方法，包括粉末状、薄带状、块体样品的制备，相较于非晶薄带的制备，块体和粉状的制备方法较为丰富，而粉状非晶通常作为铝基非晶涂层的预制材料；随后，详细介绍了铝基非晶合金的性能特点、应用现状及发展趋势，从性能上来看，铝基非晶在强度和硬度以及耐腐蚀性能上表现良好，目前主要以涂层的形式参与应用，除此之外，研究者们也开始对磁性和热塑性展开研究，由于玻璃形成能力的限制，作为结构材料的应用较少；最后，对其未来应用前景进行了展望，认为涂层是目前铝基非晶合金最具应用前景的工程化方式。

(Fe0.5Ni0.580-xMoxB20)非晶态合金的玻璃形成能力与热稳定性

关键词：（ｅｓｉｓ一ＭＢｏ晶态合金；璃形成能力；稳定性ＦｏＮｏ）．．２非玻热
成能力；合金组元数目增多、子尺寸比增大及负混合热是Ｍｏ提高玻璃形成能力的主要原因。原
中图分类号：３３ＴＢ８
ｍｏｐｕｓａｌｙｒｔｅｒｈｏｌｏｓｗｅｅｓｕｄｉｄｂｙＸＲＤ，ＴＥＭｎｄＤＳＣ．Ｆｕｒｈｒｏｅ，ｔｅｅｒｓｉｎｏｆｇａｓｆｒｉｇａｔｅｍｒｈｘｐｅｓｏｌｓｏｍｎ
（ｅ．ｏ）ｏ２ＡｍｏｐｏｓＡｌｙＦｏ．８ＭｏＢｏｓ５一Ｎｉｒｈｕｌｓｏ
贺自强，王新林全白云赵振业李，，，志
（１北京航空材料研究院，北京１０９；２钢铁研究总院，京１０８）００５北００１
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非晶、纳米晶合金发展概况及应用展望

非晶、纳米晶合金发展概况及应用展望发布时间：2021-05-28T12:05:50.280Z 来源：《科学与技术》2021年5期作者：崔兴华[导读] 非晶钛合金具有良好的软磁性和低成本，广泛应用于变压器铁心等磁性器件中。

崔兴华安泰科技股份有限公司，北京 100094摘要：非晶钛合金具有良好的软磁性和低成本，广泛应用于变压器铁心等磁性器件中。

但在一定条件下，它变得稳定结晶，物理性能恶化或优化。

只有通过匹配的热处理工艺(非晶法)才能获得良好的非晶纳米晶结构，材料才能具有良好的物理性能。

因此，有必要研究合金成分和组织对快速淬火和退火非晶纳米晶软磁材料物理性能的影响，以获得有关合金组织的有用信息。

这有助于获得性能更好的非晶纳米晶材料，可以更广泛地应用于工业生产。

关键词：非晶合金；纳米晶合金；发展；应用引言：早在1960年，就已经有教授发明了快淬工艺，并将其应用到非晶钛合金的生产中。

由于非晶钛合金本身结构、材料特殊，因此在实际使用时，可以有效的提升非晶钛合金的质量，提升使用率，满足各领域的使用需求，对其在日后的发展来说也奠定了良好基础。

在过去的40年里，国内外相关技术人员对非晶钛合金的研究工作给予了高度重视，不断应用当代先进技术手段进行材料设备创新，致力于研发全新产品，这使各种非晶材料得到了广泛的应用，并扩大了非晶材料的应用前景，特别是以软磁材料为首的非晶钛合金在工业领域的生产中得到了全面应用。

在传统工业中，非晶钛合金的出现可以有效的提到了传统的硅钢材料，并在一定程度上降低了工业配电变压器的损耗，提升了设备的使用。

到了现代电子工业，科学技术水平不断的提升，全新的非晶钛合金的出现了。

其在发展中，融合了各种软磁材料，并根据设备的实际使用需求，进行创新、融合，可以有效的满足不同设备的使用需求，并朝着高效、节能、小型化、微型化方向发展电子产品加快发展。

为此，本文简要介绍了该领域的发展过程和应用前景。

1 非晶、纳米晶合金发展概述非晶软磁合金的发展可分为两个阶段。

2023年非晶合金行业市场分析现状

2023年非晶合金行业市场分析现状非晶合金是一种具有非晶结构的金属合金。

相比于晶态合金，非晶合金具有更高的强度、硬度和抗腐蚀性能，因此在多种领域得到广泛应用。

非晶合金行业市场目前处于快速发展阶段，具有广阔的发展前景。

首先，非晶合金在电子领域具有广泛应用。

随着电子产品的不断更新换代，对材料的要求也越来越高，这就为非晶合金提供了巨大的市场需求。

非晶合金在电子领域主要应用于电池、半导体、磁性材料等方面，具有良好的导电性和磁性能，能够满足电子产品在性能和尺寸上的要求。

其次，非晶合金在航空航天领域也有广泛应用。

航空航天领域对材料的要求非常苛刻，必须具备高温抗氧化、低密度、高强度等特点。

非晶合金具有优异的高温性能和强度，能够满足航空航天领域对材料的要求。

随着中国航空航天事业的不断发展，非晶合金行业市场将迎来更大的机会。

再者，非晶合金在能源领域也有广泛应用。

随着全球能源需求的增加，对新能源材料的需求也在不断增长。

非晶合金具有优良的导热性能和耐腐蚀性能，适合应用于太阳能电池板、燃料电池和储能装置等领域。

在可再生能源的发展推动下，非晶合金行业市场有望进一步扩大。

此外，非晶合金还在汽车制造、医疗器械、冶金和电力等领域得到广泛应用。

随着汽车工业的快速发展，对轻量化材料的需求也在不断增加，而非晶合金具有良好的强度和轻量化特性，能够满足汽车工业对材料的要求。

在医疗器械和冶金行业，非晶合金也能够发挥独特的优势，满足不同行业对材料性能的需求。

总而言之，非晶合金行业市场处于快速发展阶段，具有广阔的发展前景。

随着科技的不断进步和工业的不断发展，对材料性能的要求也在不断提高，非晶合金作为一种新型材料，具有独特的优势，将在多个领域得到广泛应用。

同时，非晶合金行业市场的竞争也越来越激烈，需要不断提高产品质量和技术创新能力，以适应市场需求的变化。

非晶态材料特点与应用前景分析

非晶态材料特点与应用前景分析非晶态材料，也称为无定形材料，是一类没有长程周期性结构或规则的原子排列的材料。

相对于晶态材料，非晶态材料具有独特的特点，并在各个领域中展现了广阔的应用前景。

本文将分析非晶态材料的特点，并探讨其在不同领域的应用前景。

首先，非晶态材料具有高度的无序性。

相比于晶态材料中的完全重复的周期性结构，非晶态材料的原子排列无固定的规律，呈现出无定形的特点。

这种无序性在物理性质上体现为无晶体结构衍射峰，使得非晶态材料具有无晶态纤维的优势。

其次，非晶态材料具有高度的可塑性和韧性。

由于无定形结构的存在，非晶态材料可以通过复杂的加工过程来改变其形状，并且在受力时不易破裂。

这种可塑性和韧性使得非晶态材料在制造高端复杂零部件、实现高可靠性应用等方面具有广泛的应用前景。

另外，非晶态材料具有广泛的透明性。

相对于晶态材料的多晶体或单晶体结构，非晶态材料的无定形结构使得其具有更高的透射率。

因此，非晶态材料在光学领域的应用前景十分广阔，尤其在显示器件、太阳能电池、光通讯和光纤等方面具有巨大潜力。

非晶态材料还具有良好的耐腐蚀性能。

由于非晶态材料的無定形结构，不易产生孔隙和裂纹，从而减少了物质的扩散和腐蚀引起的疲劳。

这使得非晶态材料在化工、航空航天、生物医学等领域中具有较优异的抗腐蚀性能，并在这些领域中扮演着重要的角色。

此外，非晶态材料还具备优秀的磁性能和导电性能。

非晶态材料的磁性能和导电性能与其原子排列和电子结构密切相关。

通过调整原子组成和结构参数，可以获得具有特定磁性和导电性的非晶态材料。

因此，在磁性材料、电子器件和储能设备等领域，非晶态材料具有较好的应用前景。

非晶态材料在各个领域中都展现出了广泛的应用前景。

在航天航空领域，非晶态材料可以用于制造高温合金、导热片和隔热材料，以满足航天器对高温、高压和抗辐射性的要求。

在能源领域，非晶态材料可以应用于太阳能电池、燃料电池和储能设备中，提高能源转换效率和储能密度。

非晶合金制备技术及其应用前景

非晶合金制备技术及其应用前景1. 引言非晶合金是一种新型材料，在诸多方面的应用前景广阔。

本文旨在简要地介绍非晶合金的制备技术和应用前景。

2. 非晶合金的制备技术非晶合金是由金属和非金属元素混合而成的合金，其结构不是晶体结构，而是类似无序凝胶或液态的结构。

因为其结构不规则，因此非晶合金在许多方面表现出了其他合金不具备的物理和化学性质。

非晶合金的制备技术主要有以下几种：2.1 快速凝固法快速凝固法是非晶合金制备的主要方法之一。

在快速凝固法中，液态合金以非常快的速度冷却，通常可以达到几千摄氏度每秒。

这种快速冷却过程可以使合金中的金属离子无法以晶体结构排列，而是在某种程度上保持原来的无序状态，最终形成非晶合金。

2.2 气相淀积法气相淀积法是一种制备非晶合金的常用方法。

在这个制备过程中，无定形合金先被蒸发，然后被淀积在基板上。

此时，由于快速的固化率，合金晶体无法长大。

通过这种方法，可以制备出各种形状和厚度的非晶合金薄膜，在微电子和其他领域中有着广泛的应用。

2.3 变形致非晶合金法变形致非晶合金法是一种新兴的非晶合金制备方法。

该方法是通过将晶体合金进行金属形变而制备出非晶合金。

通过对合金进行轧制、拉伸或挤压等变形，可以破坏合金晶格的规则性，从而制备出无序结构的非晶合金。

3. 非晶合金的应用前景由于其无序凝胶结构，非晶合金在机械性能、腐蚀性能、光学性能、磁性能等方面具有许多优点。

因此，非晶合金在各种领域具有广泛的应用前景。

3.1 微电子领域非晶合金薄膜在微电子领域中有着广泛的应用，如利用非晶硅来制造太阳能电池，非晶碳化硅薄膜用于集成电路制造等。

此外，在磁存储器等领域中，具有优良的磁性能的非晶合金也有着广泛的应用。

3.2 机械领域非晶合金在机械领域中也具有广泛的应用。

由于其强的弹性特性和高的硬度，非晶合金制成的弹簧和切削工具等具有广泛的用途，如精密测量、机床制造、刀具加工等。

3.3 能源领域由于非晶合金具有高的杨氏模量和高的强度，可以制备出高效的发电机转子，因此在风力发电和汽车发电机等领域中也具有潜在的应用前景。

铝基非晶合金

铝基非晶合金
铝基非晶合金是一种新型的高强度、低密度、高热稳定性、具有优异力学性能和抗腐蚀性的合金材料。

这种合金在过冷液相区间范围很窄，一般在17~38K之间，这为其制备带来了困难。

根据成分和结构特点，铝基非晶合金主要分为以下几类：
1.Al-ETM-LTM系，其中ETM代表IV-VI族过渡金属，LTM 代表VII-VIII族过渡金属。

2.Al-RE系，其中RE代表稀土金属。

3.Al-RE-LTM系。

在力学性能方面，铝基非晶合金具有高强度、高硬度、高耐磨、高弹性模量、较高塑性以及良好的热稳定性，极具潜力成为新型工程铝合金。

在腐蚀行为方面，某些铝基非晶合金在碱溶液中具有优异的抗腐蚀性能。

目前制备铝基非晶合金的有效方法主要包括单辊旋转快凝法、气体雾化法、表面熔化及强化法使铝合金表面非晶化以及机械合金化法等。

非晶合金可塑性和高温稳定性的研究

非晶合金可塑性和高温稳定性的研究I.引言非晶合金（Amorphous Alloy）是一种无序结构的金属材料，具有优良的性能和广泛的应用前景。

在工业生产和科学研究中，非晶合金有一些重要的特性，包括优异的化学和物理性能。

本文主要研究非晶合金在可塑性和高温稳定性方面的应用。

II.可塑性非晶合金具有优异的可塑性，其高弹性模量和大屈服强度为其提供了极大的应用前景。

在制造汽车和航空器等重要设备方面，非晶合金可以用于制造车身和机身等件，提高了整个设备的可靠性和稳定性。

此外，非晶合金被广泛应用于医学装置、纪念文具等方面，应用领域包括医疗、质量设计、装饰和电子工业等等。

III.高温稳定性非晶合金具有出色的高温稳定性，可以在高温下应用。

在科学研究和商业领域，非晶合金被广泛应用于电子、计算机、仪器和器材制造中。

非晶合金得到了广泛的研究和应用，展现出良好的实际效果。

非晶合金的高温稳定性是其在高温下能够保持性能的原因，对其进行加热处理后，其性能不会发生明显的变化，因为其结构可以保持非晶态。

因此，非晶合金可以用于高温设备的制造，以及其他一些在高温下需要性能稳定的领域，如天然气加压和火箭航天器制造等。

IV.非晶合金的制备方法非晶合金的制备方法通常有快速凝固、高压凝固、物理气相沉积等。

（1）快速凝固法快速凝固是制备非晶合金的主要方法之一。

它通过高速冷却的方式，使熔化的金属或合金在液态和固态之间迅速转变，从而形成非晶态。

这种方法具有高生产效率和高制备质量的优点，可以制备出优质的非晶合金，并被广泛应用于多种工业领域。

（2）高压凝固法高压凝固法是一种制备非晶合金的重要方法，它利用高压下的特殊热力学条件促进合金固态化的过程，即利用压力提高熔点，增加熔体的粘度，促进固相转化。

这种方法通过制备高质量的非晶合金，实现了材料的可塑性和高温稳定性的同时，保持了其独特的物理和化学性质。

（3）物理气相沉积法物理气相沉积法是制备非晶合金的一种新型技术，它具有加工简单、加工精度高、工作温度宽、引入氧化物时产生很少氧化反应等特点。

非晶合金材料优化设计的研究和应用

非晶合金材料优化设计的研究和应用非晶合金材料的优化设计是近年来材料科学领域的一个热点问题。

非晶合金材料具有良好的机械性能、化学稳定性和热稳定性，是一类有望替代传统金属材料的新型材料。

使用适当的合金元素和制备工艺，可以调控非晶合金材料的力学性能、化学性能和热学性能，从而满足不同应用场景的需求。

一、非晶合金材料的制备方法非晶合金材料的制备方法主要包括溅射法、快速凝固技术、熔融旋转法、均匀化处理、微观合金化等。

其中，溅射法是制备非晶薄膜材料的一种常用方法，它通过将材料靶与反应气体置于真空室中，利用离子轰击材料靶，使其表面离子逃逸并在基板表面沉积形成非晶薄膜。

快速凝固技术是制备非晶块体材料的一种常用方法，它利用强制冷却或高速搅拌将熔融合金快速凝固成非晶态。

熔融旋转法是一种新兴的非晶合金制备方法，它通过将高温熔融金属块放在高速旋转的冷却基体上，使其在迅速冷却的同时保持非晶态。

二、非晶合金材料的优化设计方法非晶合金材料的优化设计方法主要包括材料模拟、合金元素掺杂、微观组织调控等。

材料模拟是一种较为常用的非晶合金优化设计方法，它通过计算材料力学性能、热学性能等指标，选择合适的合金元素进行掺杂和微观组织调控，从而实现材料性能的优化。

合金元素掺杂是非晶合金优化设计的另一种常用方法，它通过添加合适的合金元素，调整合金的化学成分，从而改变非晶合金材料的力学性能、化学性能和热学性能。

微观组织调控是一种针对已有的非晶合金材料进行优化设计的常用方法，它通过对材料结构和组织的微观调控，实现材料性能的优化。

三、非晶合金材料的应用前景非晶合金材料的应用前景广阔，主要应用于汽车、航空航天、钢铁、能源等领域。

在汽车领域，非晶合金材料可以用于制造高强度、轻量化汽车零件，如发动机活塞、减震弹簧、刹车鼓等。

在航空航天领域，非晶合金材料可以用于制造轻量化航空器零件、推进器零件等，提高航空器的载重能力和飞行性能。

在钢铁领域，非晶合金材料可以用于制造高强度、高硬度、高耐磨且抗腐蚀的金属材料，如钢铁车身、钢轨等。

非晶材料的物理性质及其应用前景

非晶材料的物理性质及其应用前景非晶材料是一种新型的材料，与传统的晶态材料不同，非晶材料没有规则的晶格结构，其结构呈现出一定的无序性，因此在物理性质上有着独特的表现。

相较于晶态材料，非晶材料具有更大的表面积，更高的活性，以及更好的抗磨性等特点。

因此，非晶材料在许多领域中有着广泛的应用前景。

一、非晶材料的物理性质非晶材料的无序性结构造就了其独特的物理性质，与传统的晶态材料相比，其特点主要表现在以下几个方面。

1. 多种结构非晶材料因其无规则的结构，其形态也常常多种多样，其中包括铝合金、镁合金、锆合金、钛合金、铝锂合金、铜合金、单晶异质金属、非晶合金等。

由于其结构的无规则性，这些非晶合金的结构常常表现出高度非均匀性，从而形成了半导体、磁性、超弹性等不同结构的非晶材料。

2. 物理性能优越由于非晶材料在结构上的无规则性，它具有许多非常优越的物理性能。

例如，非晶材料有更好的韧性和强度，因为它们的结构不是由单一晶粒组成，而是由许多小晶粒组成的。

在物理性能上，非晶材料也具有高硬度、较低的热膨胀系数、高阻尼等特点。

3. 可靠性高由于其无规则性结构，非晶材料能够有效地减少材料的缺陷和裂纹。

此外，非晶材料在加工过程中，很少会出现细小裂纹，因此具有很高的可靠性和稳定性。

二、非晶材料的应用前景非晶材料具有优异的物理性质，广泛应用于许多领域中，下面我们将介绍一些非晶材料的应用前景。

1. 固态电池材料非晶材料的电导率远高于晶态材料，因此可以应用于固态电池领域。

同时，非晶材料在电荷和离子输运方面具有极高的稳定性，因此是固态电池材料的理想选择。

2. 超强度和高韧性材料非晶材料具有较高的韧性和强度，因此被广泛应用于制造超强度和高韧性材料。

这些物质的强度和韧性，比传统金属的强度和韧性高得多，因此成为建筑、汽车、运输、航空和航天领域中的重要材料。

3. 其他应用除上述两种应用外，非晶材料还有一些衍生的应用领域，例如，用于制造磁性材料、纳米电子材料以及柔性显示和光伏材料等。

非晶合金材料的性质与应用

非晶合金材料的性质与应用近年来，非晶合金材料备受科学研究和工业界的关注。

相比传统的晶体材料，非晶合金具有着独特的性质和广泛的应用领域。

本文将介绍非晶合金材料的基本性质，制备方法以及应用领域。

一、非晶合金的基本性质非晶合金又称非晶态材料（amorphous material）或无序态材料（non-crystalline material），是相对于晶体材料而言的。

晶体材料的原子排列有着高度的有序性，而非晶合金的原子排列则是无序的。

这种无序的原子排列形成了非晶结构。

由于无序化的原子间距接近，使得非晶合金具有着高密度、高硬度、高刚性等性质。

同时，非晶合金还具有以下特性。

1. 高弹性变形极限：非晶合金的原子无序排列使其具有更高的弹性变形极限。

这使得非晶合金在制造弹簧，弹簧片等金属制品时非常有用。

2. 优良的抗腐蚀性：非晶合金对环境中的氧、氢等化学物质具有很好的耐腐蚀性。

利用这一特点，非晶合金可以用于制造飞行器或船舶等在恶劣环境下工作的设备和构件。

3. 高温稳定性：非晶合金具有较高的熔点和热稳定性，这使得非晶合金可以用于制造高温元件。

4. 优良的磁性：一些非晶合金具有很好的磁性，因此可以用于制造高性能变压器，发电机等电力设备。

二、非晶合金的制备方法制备非晶合金材料的方法很多，目前主要有下面这几种。

1. 溅射法（sputtering）：这种方法使用离子束轰击固体靶材，将金属原子或化合物原子强制剥离出来并匀速沉积在基底上。

该方法成本较高，适用于制备小量的非晶合金材料。

2. 快速凝固法（rapid solidification process）：是指将金属或合金液体急剧冷却，达到快速凝固和非晶化的目的。

该方法适用于大规模制备非晶合金材料。

3. 化学还原法（chemical reduction method）：这种方法利用化学反应，在铁离子溶液中加入适量的还原剂，达到非晶化的目的。

此法适用于制备一些具有特殊特性的非晶合金材料。

非晶合金材料物理性能研究及应用

非晶合金材料物理性能研究及应用非晶合金材料是一种新型的材料，有着独特的物理和化学性质，因此在许多领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍非晶合金材料的特性、物理性能及其在实际应用中的应用情况。

一、什么是非晶合金材料非晶合金是一种微观上由无序非晶质相组成的材料。

它与传统的晶态合金材料不同，晶态合金材料具有规则的晶格结构。

而非晶合金材料原子结构的无规则性质使得其具有一系列优异的特性，比如高强度、高韧性、耐蚀、耐氧化等。

二、非晶合金材料的物理性能1.高强度非晶合金材料的原子结构由无序的小团簇构成，而非规则排列的原子结构使其具有非常高的强度。

它的涂层能够有效地防止金属的氧化和腐蚀，具有极高的耐磨性，适用于制造高强度、高耐磨性的零件。

2.优良的耐磨性非晶合金材料具有十分优秀的耐磨性能，可以用于制造高速运动的机械零件，如齿轮和轴承等，其耐磨性相当于硬质合金。

非晶合金材料的优异耐磨性是由于其硬度和弹性模量之比很高，在机械运动中，它不易变形，而且不易磨损。

3.优异的弹性非晶合金材料的高弹性也是它在应用领域中得到广泛应用的原因之一。

由于无序的原子结构，非晶合金材料具有一定的塑性，能够有效地吸收能量和缓解应力。

三、非晶合金材料在实际应用中的应用情况1.医疗手术刀片非晶合金材料制成的手术刀片具有非常好的耐腐蚀性、耐磨机械性和切割性，可以满足医疗领域的特殊要求。

2.制动器在制动器领域，非晶合金材料被广泛应用于电动摩托车、汽车和飞机制动系统中，因为它的耐腐蚀性、耐磨机械性和抗氧化性，以及在高温条件下优异的稳定性。

3.电子器件非晶合金材料在电子器件制造领域也得到了广泛应用，比如制造传感器。

非晶合金材料能在数千Mpa的压力下还能保持良好的弹性，可用于制造高灵敏度的压力传感器。

总之，非晶合金材料的物理性质和广泛的应用前景使其成为当今研究的热门领域之一。

不断的研究和创新有助于扩大其在各个领域的应用。

非晶合金材料在高温领域的应用研究

非晶合金材料在高温领域的应用研究随着科学技术的不断发展，各行各业都在不断探索新的材料来满足不同的需求。

其中，在高温领域中，非晶合金材料成为了研究的热点。

非晶合金材料是一种无晶体结构的金属合金材料，具有很多优异的性能，因此在高温领域具有广泛的应用前景。

一、非晶合金材料的基本特性非晶合金材料的最显著的特性就是其无规则的原子结构。

和晶体结构相比，非晶材料没有长程的有序性，也就是说，它们的原子结构随着材料中的位置而变化，因此没有明显的晶界。

这种结构的特点决定了非晶材料比其他材料更加坚硬和耐磨，而且不易受到腐蚀和氧化。

此外，非晶合金材料还具有以下的优异特性：1. 高温下的稳定性：由于非晶材料中的原子无规则排列，原子间的缺陷和杂质对于整体结构来说并不会产生很大的影响，因此它们在高温下的稳定性比其他材料更强。

2. 高强度和韧性：由于原子结构的无规则性，非晶合金材料显著的提高了其强度和韧性；3. 低比重和良好的导电性：非晶合金材料比其他材料更轻，具有良好的导电性。

4. 抗腐蚀和氧化性：由于其稳定的原子结构，非晶合金材料比其他材料更不容易受到腐蚀和氧化。

这些特性使得非晶合金材料在高温领域中，有一定的应用价值。

二、非晶合金材料在高温领域的应用研究非晶合金材料在高温领域的应用研究主要是在以下方面：1. 航空航天领域：在航空航天领域，非晶合金材料常用于制造燃气轮机中的叶片、叶轮、涡轮盘和制动器等。

2. 建筑工程领域：在建筑工程领域，非晶合金材料可以用于各种高温环境下的管道、阀门和管道接头等。

3. 化工与冶金领域：在化工与冶金领域，非晶合金材料可以制成反应器、溢流保护器和高温过滤器等。

4. 电子化学领域：在电子化学领域，非晶合金材料可以用于制造锂离子电池、燃料电池和电化学传感器等。

三、非晶合金材料的制备方法非晶合金材料的制备方法主要有一下几种：1. 快速凝固法：在快速凝固法中，金属材料被迅速冷却以形成无序结构的非晶相。

2. 气体凝聚法：在气体凝聚法中，金属材料通过弧放电或磁控溅射，产生高温、高压等条件下的气体相，从而在沉积器中形成非晶合金材料。

非晶合金材料的应用和发展

非晶合金材料的应用和发展非晶合金又称金属玻璃，是指在原子尺度上长程无序、短程有序排列的一类合金材料。

其微观结构与传统晶态合金不同，内部并不存在晶粒和晶界。

独特的材料结构使得该合金具有高比强、大弹性变形能力、强耐腐蚀性、低热膨胀系数、高耐磨性、优异软磁等性能，可广泛应用于电子信息、航空航天、生物医疗等领域，市场需求量大，产业化前景十分广阔。

各个国家都相当重视非晶合金领域的研发工作。

1994年至2018年全球公开专利数量统计，以每五年为一个时间节点，分别对日本、美国、德国和中国的专利申请数量进行了统计。

在过去15年间，全球申请数量呈稳步上升趋势。

日本、美国与德国在此领域起步较早，中国自21世纪初期也开始发力，逐步赶超日本、美国和德国。

目前我国已实现产业化的非晶合金主要以带材的形式呈现，以铁基非晶合金在配电变压器中的应用最为成熟。

我国非晶带材技术与国外基本无差异，带材质量极具竞争力，在配电变压器的应用上节能效果非常明显。

目前国内生产非晶合金的公司主要有安泰科技股份有限公司、青岛云路新能源科技有限公司、东莞宜安科技股份有限公司等。

其中安泰科技股份有限公司、青岛云路先进材料技术股份有限公司等企业主要关注非晶和纳米晶带材的研发生产，而东莞宜安科技股份有限公司是具备大块非晶金属成型能力的企业。

2018年至今国外有多个科研团队在非晶合金制备、结构认知、机理研究等方面取得了新的进展。

为代替昂贵的Pd/Pd-Ag分离膜，美国内华达大学S.Sarker团队开发了Ni-Nb-Zr非晶合金，此材料在200℃~400℃表现出了较高的氢渗透性。

原子探针断层扫描证实该非晶合金内部确实存在相分离，在三元非晶基底上形成了纳米级富Nb和富Zr非晶的复合结构。

基于密度泛函理论（DFT）模拟发现这些局域原子团簇结构多由二十面体组成。

此外，也有些研究团队专注于非晶合金服役性能、变形机理等方面的研究。

2018年10月，日本东北大学SergeyV.Ketov团队研究了低温热循环处理对不同成分的金属玻璃力学性能的影响。

非晶合金的材料性能及应用研究

非晶合金的材料性能及应用研究非晶合金是一种由金属元素和非金属元素组成的材料，相比于传统的晶体合金，它具有更高的硬度、强度和耐磨性，同时具备优异的电学性能和磁学性能。

这让非晶合金在各种领域的应用范围变得更加广泛。

本文将探究非晶合金的材料性能及其在不同领域的应用研究。

一、非晶合金的材料性能1. 硬度和强度非晶合金具有高硬度和强度，可以使用在制造坚硬的工具上。

它的硬度可达到传统合金的两倍以上，这使得非晶合金在制造挖掘机、矿山开采设备、汽车零部件、切削刀具等领域具备显著的优势。

同时，非晶合金在抗疲劳性方面也具有很好的表现，比普通金属材料更耐久。

2. 耐腐蚀性非晶合金在抗腐蚀性方面也表现出色，可以在潮湿的环境和强酸强碱的环境中保持材料的完整性和性能稳定性。

这使得非晶合金成为了可制造食品和药品等领域中使用的材料。

3. 电学性能非晶合金在电学性能方面表现出色。

它具有比普通金属更高的电导率和磁电感应率，因此在制造高频电子设备、变压器、电感器、电动机等领域具备巨大的潜力。

非晶合金还能够制作可折叠的薄膜电子器件，这在未来的设备制造中具有广泛的应用前景。

4. 磁学性能非晶合金在磁学性能方面也有不错的表现。

它能够制作出高性能的磁性材料，具有高饱和磁感应强度和低损耗，这让它在电磁感应器材制造、电动汽车马达、磁盘存储等领域中发挥了重要的作用。

非晶合金可以通过改变合金成分和处理工艺来调节其磁性能，因此具备很大的可调性。

二、非晶合金在不同领域的应用研究1. 电子工业非晶合金在电子工业中的应用越来越广泛。

例如，利用非晶合金来制作电磁感应器件，可以大大提高电磁感应器件的效率和自感系数，同时也减少了器件的尺寸和重量。

在手机、电脑、平板电视等电子设备中，也可以采用非晶合金来替代传统的磁性材料，从而提高电子设备的性能和稳定性。

2. 汽车工业汽车工业是一个非晶合金材料应用领域十分广泛的行业。

利用非晶合金来制造汽车引擎和转向器等部件，可以提高汽车的燃油效率和性能稳定性。

非晶合金材料的研究及其应用

非晶合金材料的研究及其应用近年来，非晶合金材料在科技领域中引起了越来越多的关注，其特殊的物理和化学特性使其在各种应用中具有广泛的潜力。

本文将介绍非晶合金材料的研究和应用，并展示其未来的发展趋势。

一、什么是非晶合金材料非晶合金材料，也称为非晶态金属材料或非晶态合金，是一种特殊的金属材料，其晶体结构是无序的。

与传统的金属材料不同，非晶合金材料的原子排列没有规则性，是一种凝固态的无定形物质。

因此，非晶合金材料具有一些非常特殊的物理和化学特性。

二、非晶合金材料的制备非晶合金材料的制备通常使用高温快速冷却（也称为快速凝固）技术。

这种技术可以将金属材料从液态状态快速冷却到固态状态，从而防止其结晶。

通过这种方法，可以制备出具有非晶态结构的金属材料。

三、非晶合金材料的特性非晶合金材料具有一些非常特殊的物理和化学特性，包括优异的高温稳定性、高强度和高韧性、优异的磁性和可挠性、良好的耐腐蚀性等。

与这些特性相对应的是，非晶合金材料在制备和形态控制方面的技术难度和成本也较高。

四、应用领域非晶合金材料在航空、汽车、电子等领域具有广泛的应用。

在航空航天领域，非晶合金材料可用于制造高温引擎涡轮叶片、热交换器、弹簧等部件。

在汽车工业中，非晶合金材料可用于制造发动机涡轮叶片、变速器零件等。

在电子产业中，非晶合金材料可用于制作头部、磁芯等。

此外，非晶合金材料还在医疗、环保、能源等领域具有广泛的应用。

例如，在医疗领域，非晶合金材料可用于制造支架、人工关节等。

在能源领域，非晶合金材料可用于制造太阳能电池板、风力发电机及储能等。

五、未来的发展趋势虽然非晶合金材料有广泛的应用前景，但目前仍存在一些问题。

其中，成本是当前最大的阻碍因素之一，同时，非晶合金材料的特性和性质也需要进一步提高和改进，以满足更广泛的应用需求。

因此，未来的发展趋势将主要集中在以下两个方面：一是降低成本和提高质量。

二是进一步完善材料设计和工艺技术，以满足更多领域的应用需求，如高温高压、耐腐蚀等方面的应用。

玻璃材料的物理化学性质及应用展望

玻璃材料的物理化学性质及应用展望玻璃是一种非晶体材料，由于其无特定的晶体结构，因此其性质和结构非常复杂。

玻璃的制造可以追溯到公元前3500年左右的古埃及，但直到今天，玻璃材料的物理化学性质和应用仍然是一个备受关注的研究领域。

1. 物理化学性质1.1 光学性质玻璃材料的光学性质是其最重要的性质之一。

由于其透明度和折射率的优良特性，玻璃在现代光学系统和传感器技术中被广泛应用。

例如，现代光学器件如透镜、棱镜和滤镜都是使用玻璃材料制成的。

1.2 导电性质虽然玻璃是一种绝缘材料，但是对于某些玻璃材料来说，它们具有导电性质。

例如，一些稀土元素掺杂的铌酸锂玻璃可以在高温下表现出可调节的电学性能，因此在太阳电池板、液晶显示器和微波器件制造中得到了广泛应用。

1.3 力学性质玻璃材料也具有很强的力学性质。

虽然玻璃表面看起来是光滑的，但实际上玻璃是一种非常硬的材料。

玻璃的坚硬程度常常用摩氏硬度来进行衡量，一般玻璃的摩氏硬度为5.5左右，这比普通金属材料要硬得多。

1.4 热学性质玻璃材料也具有很强的热学性质，因此在高温环境下具有较高的稳定性。

一般来说，玻璃的热膨胀系数非常小，因此在高温下也不会发生长度或面积的变化。

这一特性使玻璃成为高温实验室中非常实用的材料。

2. 应用展望2.1 生物医学应用现代医学领域对于高质量、低成本的医疗器械和生物传感器的需求越来越高。

玻璃材料的优良透明度和生物相容性使其成为生物医学应用的理想材料。

例如，一些玻璃材料可以用于制造人工晶体和人工关节，同时也可以应用于生物传感器、药物载体和生物医学检测等领域。

2.2 能源应用随着对清洁能源和可持续能源的需求越来越高，对于新型材料的研究也越来越广泛。

玻璃材料的高温稳定性、耐热性和光学性质是其在能源领域中的优势。

例如，太阳电池板、热电发电器和核反应堆的控制棒都可以使用玻璃材料来制造。

2.3 计算机应用在现代计算机领域，需要使用一些高质量、低折射率的材料来制作显示器、光纤和条形码读取器等设备。

非晶态材料性质及其应用前景研究

非晶态材料性质及其应用前景研究随着科学技术的不断发展以及社会的不断进步，人们对材料的要求也越来越高。

其中，非晶态材料成为当今材料科学研究领域的热点之一。

本文将介绍非晶态材料的性质以及其应用前景。

一、非晶态材料的性质1.1 具有良好的力学性能非晶态材料的原子排列是无规则的，因此其强度和硬度相对于晶态材料更高。

同时，非晶态材料具有较好的韧性和耐磨性，具有极高的抗腐蚀能力，能很好地抵抗化学腐蚀，因此非晶态材料被广泛地应用于航空、能源等领域。

1.2 具有良好的磁性能非晶态材料在制备过程中可以通过调整材料组分以及制备条件等方法来控制其磁性能。

例如，非晶态材料中的氧化物可以提高材料的磁化强度，而添加金属元素则可以增加材料饱和磁化强度。

因此，非晶态材料被广泛地应用于磁性存储介质、传感器等方面。

1.3 具有良好的光学性能非晶态材料具有较高的折射率、透明度和非线性光学性质，而且具有广泛的透过波长范围。

这些性质使它们成为一种优秀的光学功能材料。

例如，利用非晶态材料制备的光学器件可以应用于激光处理、全息成像、激光散斑等方面。

二、非晶态材料的应用前景2.1 光学领域由于非晶态材料的优异光学性质，因此在光学器件、激光技术等方面具有广泛的应用前景。

例如，铒离子被广泛地应用于红外激光器中，目前开发出的非晶态二元化物Gd-Yb-Al-Mg合金被认为是用于泵浦固体激光器的最佳材料之一。

在光通信、光存储等领域也被广泛地应用。

2.2 磁性领域非晶态材料在纳米尺度下可以表现出超级磁性，而且具有良好的温度和化学稳定性，因此具有广阔的应用前景。

例如，利用非晶态材料制备的磁性纳米粒子可以应用于医学成像、磁性存储领域等。

2.3 能源领域非晶态材料具有良好的力学性能以及高效的电子传输能力，因此成为太阳能电池、储能材料及其它能源领域的研究热点。

例如，非晶态材料的一种Mo-B-C-N可以替代铂催化剂，用于燃料电池中。

综上所述，非晶态材料具有独特的性质以及广泛的应用前景，在能源、光学、磁性等领域都有着重要的作用。

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中图分类号：ＴＧ１３９．８文献标识码：Ａ
ＧｌａｓｓＦｏｒｍｉｎｇＡｂｉｌｉｔｙａｎｄＴｈｅｒｍａｌＳｔａｂｉｌｉｔｙａｓＷｅｌｌａｓ
ｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＩ — ｂａｓｅｄＡｍｏｒｐｈｏｕｓＡｌｌｏｙｓ
李传福，李艳芳
（潍坊工程职业学院山工机电工程学院，山东潍坊２６２５００）
摘
要：Ａ１基非晶合金良好的综合性能表现，使其正在成为新一代工程材料，得到了人们的广泛关注和应用
研究，但获得大尺寸的非晶材料成为其得到工业应用的一项难题。本文对铝基非晶合金的发展历史、综合性能、玻璃形成能力及其热稳定性进行了介绍，并对大块铝基非晶合金的探索及应用进行了展望。关键词：ＡＩ基非晶合金；玻璃形成能力；热稳定性；应用；展望
ｔｈｅｉｒｇｏｏｄｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｙｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｗｉｄｅｌｙ，ｂｕｔｔｈｅｂｕｃｋａｍｏｒｐｈｏｕｓｍａｔｅｉｒａｌｓ
ＬＩＣｈｕａｎ－ｆｕ，ＬＩＹａｎ — ｆａｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｅｉｆａｎｇＥｎｉｇｎｅｅｒｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｗｅｉｆａｎｇ２６２５００，Ｃｈｉｎａ）
Ｓｙｓｔｅｍｓｗｅｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌ — ｂａｓｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｓ；ｇｌａｓｓｆｏｒｍｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ；ｔｈｅｍａｒｌｓｔａｂｉｈｔｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｐｒｏｓｐｅｃｔ
第２９卷第２期
２０１５年
６月
齐鲁工业大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＱＩＬＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ１．２９Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．
２０１ Biblioteka 塑性等一些机械性能都优于传统的Ａｌ基合金，但是任何一种材料如果要获得工程上的大范围推广使用，必须制备出大尺寸的块体材料，显然，目前传统
ａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｍａｒｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈｉｓｔｏｒｙｏｆＡ１一ｂａｓｅｄａｍｏｐｈｒｏｕｓａｌｌｏｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｕｌｋＭｅｔｌｌａｉｃＧｌａｓｓｅｓｉｎＡＩ－ｂａｓｅｄＡｌｌｏｙ
文章编号：１００４～４２８０（２０１５）０２ — ００２６ — ０３
ＤＯＩ：１０．１６４４２／ｊ．ｅｎｋｉ．ｑｌｇｙｄｘｘｂ．２０１５．０２．００６
铝基非晶合金的玻璃形成能力、热稳定性以及应用展望
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ１一ｂａｓｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｓａｒｅｂｅｃｏｍｉｎｇａｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｅｎｇｉｎｅｅｉｎｒｇｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒ
ｈａｖｅｎ’ ｔｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｆｏｒｉｎｄｕｓｔｉａｒｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｕｐｎｏｗ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｄｅｅｐｌｙｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｇｌａｓｓｆｏｒｍｉｎｇ
Ａｌ基非晶合金的研究与发展是最近几十年的
事情，最先引起科研工作者们注意力的是Ａｌ基非晶
达到近１０００ＭＰａ，比传统Ａ１合金材料高出十几倍，此外，Ａｌ基非晶合金材料的耐磨性、耐腐蚀性和超