神奇的金属玻璃
金属玻璃及其研究新进展
韧性
金属玻璃具有较好的韧性 和延展性，可以在低温或 冲击环境下保持较好的机 械性能。
强度
金属玻璃具有较高的强度 和抗拉性能，可以用于制 造需要承受较大载荷的零 件。
物理性能
导电性
01
金属玻璃具有较好的导电性，可以用于制造导电材料和电子元
件。
热稳定性
02
金属玻璃具有较好的热稳定性，可以在高温环境下保持较好的
金属玻璃的塑性与形变研究
塑性行为
研究金属玻璃在受到外力作用时的塑性行为，包括屈服强度、应变硬化、断裂韧性等，以揭示其塑性变形的微观 机制。
形变机理
通过实验和模拟手段，深入探究金属玻璃在形变过程中的原子结构变化、应力场分布和能量耗散机制，为优化金 属玻璃的力学性能提供理论支持。
金属玻璃中的原子结构与动力学研究
机械合金化是通过球磨等机械手段将金属粉末混合并研磨，使其在剧烈的机械力作用下 形成非晶态结构。化学气相沉积是通过化学反应的方式在金属表面形成非晶态薄膜。这
些方法在某些特殊情况下具有应用价值，但制备出的金属玻璃性能和规模相对有限。
03
金属玻璃的性能研究
力学性能
硬度
金属玻璃具有较高的硬度 和耐磨性，使其在制造耐 磨和耐腐蚀的零件方面具 有广泛应用。
04
金属玻璃研究的新进展
高性能金属玻璃的研发
高强度金属玻璃
通过优化成分和制备工艺，开发出具 有高强度、高韧性和优异耐腐蚀性能 的新型金属玻璃材料，用于航空航天、 汽车和石油化工等领域。
高导电金属玻璃
通过引入特定元素，提高金属玻璃的 导电性能，使其在电子器件、电磁屏 蔽和传感器等领域具有广阔的应用前 景。
汽车工业
金属玻璃在汽车制造中用 于制造高性能的发动机部 件和车身结构。
不透明玻璃显现出的曙光--块体金属玻璃的发现与应用
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块体金属玻璃的形成
对金属合金， 从技术上实现图 & （ ’） 中途径 " 所
示的物理过程， 就能够获得金属玻璃 ! 从合金液的正 常熔化温度 ! ( 到玻璃化转变温度 ! + 这一熔体所处 状态称为过冷液体 ! 而玻璃态被认为是这种过冷液 体在结构上的冻结 ! 如何实现合金液的过冷而不发 生结晶是金属实现玻璃化转变的关键 ! 金属玻璃首先是在 &-%- 年由加利福尼亚理工 ［.］ 学院的杜威兹等人制备成功的 ! 他们采用一种快 速固化工艺， 即将高温合金熔体喷射到高速旋转的 铜辊上， 以 &#. / 0 1 的冷却速度快速冷却熔体， 以致 金 属 熔 体 中 无 序 的 原 子 来 不 及 重 排， 从而制得 23 * 45金属玻璃 ! 这种技术已被用于大规模生产金 属玻璃薄带， 现已达年产万吨的生产能力 ! !"# 液体过冷与金属玻璃的形成 金属合金熔化时， 其原子的三维点阵排列 （即长 程有序） ， 就被破坏了 ! 熔化后处于液态时， 原子在不 断迅速互相扩散的位置附近松动， 其特征是没有承 受剪应力的能力 ! 由于金属键是没有方向性的， 所以 金属熔体有高的流动性 （低粘度） 熔融硅酸 ! 相反， 盐、 硼酸盐以及类似物质的原子键是很强的共价键，
物理
域的又一次革命 ! 我们姑且对这种提法是否妥当不 加评论， 但从后面的进一步介绍将会使我们看到块 体金属玻璃在未来不仅是高技术领域， 而且在日常 生活的许多方面给我们带来很大的影响 !
度， 时入过冷液相区， 其后发生晶化 （结晶） 过程， 再 升高温度就使晶化后的固体熔化变成液体或熔体 ! 玻璃在经过过冷液相区时会吸收热量， 而在晶化时 又放出热量， 熔化时再吸收热量 ! 而当以足够快的速 度加热时， 玻璃通过玻璃化转变变成过冷液态， 最后 变成平衡的熔体或液体而没有晶化事件的发生 （途 径"） ! 从技术上来说， 将液体或熔体物质按图 & （ ’） 中 途径"实现玻璃化转变将是非常有意义的工作 ! 例 如， 对于金属合金来说， 这意味着制备出一类新材料 — — —金属玻璃； 而对于生物体 （如胚胎） 、 血液、 淀粉 等来说， 则意味着能够保持生物物质的结构状态和 活性， 实现生物体和物质的低温保存 ! 图 & （ ,） 中的 从低温向高温加热所涉及的转变， 对于许多在玻璃 态使用的材料， 将会对他们的物理和力学性能产生 不同的影响， 或者通过部分或全部晶化还可以实现 新的一类材料如大块纳米晶的制备； 而对于胚胎、 血 液和食品等只有经过图 & （ ,） 的过程 " 才能将其恢 复到原始的结构和特性 !
金属玻璃
如果用金属玻璃来代替变压器中 的硅钢片，可使变压器的空载损耗 减小2/3。照此推算，如果全国都 采用全属玻璃铁芯，每年可节电 100亿千瓦时，合50亿人民币。
• 经过多年攻关，我国科
学家今年在金属玻璃的制备 和机理研究上获得一系列重 大进展，并成功制备出用于 卫星太阳能电池等伸展机构 的金属玻璃材料。除了用于 卫星太阳能电池，科学家还 将金属玻璃粉体用于润滑等 领域，利用其高硬度、高弹 性、低摩擦系数等特性，提 高了润滑油的性能。（2011 年08月08日 扬子晚报 ）
• 金属玻璃也有缺陷
• 在室温拉伸载荷作用下，金属玻 璃块体材料几乎没有宏观塑性， 这成为其作为结构材料应用的瓶 颈。通常，在室温加载时，金属 玻璃发生高度局域化的剪切形变， 即形变集中于数量很少、宽度只 有几十纳米的剪切带内；而且剪 切带一旦形成便迅速扩展，导致 材料瞬间发生灾难性断裂。尽管 金属玻璃呈现宏观脆性，但在微 观尺度下单一剪切带内的局域剪 切应变却可以达到100%～1000%。
如何解决这一问题？
• 与宏观尺寸金属玻璃的室温形变与断 裂行为截然不同，微观尺度的样品不 仅表现出稳定可控的形变行为，而且 具有良好的拉伸塑性。小尺寸金属玻 璃可具有良好拉伸塑性的发现，不仅 有助于深入理解金属玻璃室温形变的 本质，也揭示了金属玻璃在薄膜和微 器件上的潜在应用价值。
谢谢
• 美科学家发明超强可 塑性金属玻璃比钢铁 更牢固
何纳乔利用感应熔炉 ，很快地将金属混合物溶化 变为金属玻璃
金属玻璃的用途
• 金属玻璃特殊的微结构使其具有许多普通晶态材 料所不具备的优良的学、化学及物理性能，使 之在机械、通讯、航空航天、汽车工业、化学工 业、运动器材乃至国防军事上都具有广泛的应用 潜力。
• 由于金属玻璃的低摩擦、高强度和搞磨损等特殊 性能，使它将在未来的太空探索中发挥着重要的 作用
金属玻璃
金属玻璃摘要文章简要地介绍了金属玻璃的定义、分类、机理、结构及性能间的关系、用途、应用领域和特点，以及目前国内外的研究内容及研究进展。
关键词金属玻璃正文一、定义将熔融的合金喷射到冷的铜板上，降温速度在一百万摄氏度每秒以上，由于冷凝速度极高，液态合金来不及形成结晶就凝固了，结果获得了如同玻璃一样的非晶态合金。
用X射线衍射法进行测试，发现这种急冷的合金与平常的金属不同，它不是晶体而是玻璃体，故非晶态合金又称为金属玻璃。
二、机理金属玻璃是一种特殊的合金材料。
通常金属原子都是有序排列的晶体结构，而在金属玻璃中，原子的排列如同液体或者玻璃一样杂乱无章。
虽然从严格意义上来说，金属玻璃并不是液体，但是由于它没有固定的外形，可以像液体一样随意流动。
金属玻璃的原子都无规律地紧密排列，内在组合没有缝隙，因此它的硬度更大，即使遭到外力重击，原子也很容易回复原位，同时还具有很强的抗腐蚀能力，不变质，重量轻；也正是由于没有晶粒的体积限制，金属玻璃很容易被制成仅10纳米的微型器件。
而且，金属玻璃的非晶体结构使得它可以在低温下熔化，如同塑料般易于塑造成型。
阻碍原子结合与重排的势垒△U对于金属玻璃的形成尤其是它的稳定性起着重大的影响。
位形熵是考虑金属玻璃形成与稳定性的最适合的参数，而组元原子的势垒△U则是对金属玻璃的形成与稳定性起重要作用，其次是尺寸差效应，第二是过冷度。
金属玻璃是具有亚稳液态结构金属，对于一个长程有序的金属，材料的力学性能在很大程度上取决于金属中缺陷的性质、数量和分布；金属玻璃的等离子体密度与晶态差异不大，说明金属玻璃的结构与稳定性主要取决于组成原子之间的键合、电子状态，而不是它们的原子尺寸：在一个没有产生晶化的无序结构中．局部原子可以通过单个原子的位移，重新组合或通过集体结构重排而产生另一种无序结构，不完全相同的无序结构可能表现有不同的性能。
金属玻璃在急冷过程中可能引入夹杂，孔洞等缺陷，此外由于自由体积的大小和分布不均匀，产生具有高度动性的活动区，该区范围的大小、位置和动性都没有点阵的限制，在外力和温度等外界条件作用下，它们的状态和分布都可能发生变化，等离子体电荷及其场分布也跟着变化，影响金属玻璃的力学行为。
金属玻璃的故事
一个学科的发展是伴随着一系列经典工作的涌现而逐渐前行的。
同样，自上个世纪60年代诞生之后，金属玻璃研究领域得到了蓬勃的发展。
从研发新材料到开发新的制备技术，从基础研究到功能特性研究，都涌现出很多经典的工作。
作为一个研究生指导教师，我认为有必要给自己（未来）的学生介绍下本领域的发展经络和历史。
所以决定提笔撰写“引经据典”系列博文，介绍金属玻璃研究领域我认为比较经典的研究工作。
一个材料学科的构成基本可以分为：基础研究、新材料开发、功能特性研究三个方面。
这就像一个大树的根、树干、枝叶三个部分（见下图）。
没有基础研究的材料学科就像是无本之木，终将枯朽。
倘若不能持续发明新的材料体系，那就像是树木没有了树干，与杂草无异。
如果材料缺乏了应用前景，就像是树木没有了能进行光合作用的树冠，将会生长乏力。
“引经据典”系列博文将从以上三个方面介绍金属玻璃研究发展史上的经典之作。
希望能对以往的知识做一个梗概性的总结，同时温故而知新，对新入行或即将入行的学生们有所帮助。
因个人经历、视野的限制，恐难免遗漏之处，也希望科学网上的同行、前辈们能为该系列博文多提建议和意见。
引经据典之二：金属玻璃诞生记王军强一个婴儿诞生之前总是要经过十月怀胎才能瓜熟蒂落的，金属玻璃诞生前也经历了“十年怀胎”。
金属玻璃诞生最直接的理论基础是金属液体过冷现象和金属凝固形核理论。
液体在冷却过程中只有抑制掉晶体的形核，最后才能形成玻璃。
可是，最初人们认为由于金属熔体和晶态金属的密度非常接近，所以金属熔体会很容易发生晶化而不会得到过冷熔体，甚至玻璃。
这和当时的实验结果也是吻合的。
上个世纪四十年代，通用电子实验室的Turnbull做了一个著名的实验[J. Appl. Phys. 20, 817 (1949).]，发现了金属熔体的过冷现象。
他通过把金属熔体分成微小液滴，可以成功的把熔体冷却到熔点以下几十度而不发生晶化。
于是人们意识到，金属熔体冷却过程中很容易晶化，是因为早期的金属熔体纯度不高，在冷却的过程中由于杂质的存在，会发生异质形核而凝固成晶体。
金属玻璃及其研究新进展
高分辨透射电子显微镜拍摄得到的照片
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主要物理特性
不象玻璃，一般不透明
机械性能(mechanical)：高强度、高硬度、耐摩擦和高弹
性，不易破碎和不易变形 (deform)
软磁性(magnetic)
耐腐蚀性
广泛应用：
(a) Zr基块体金属玻璃制造的商 业化高尔夫球头;
(b) 用块体金属玻璃制备的手机 的外壳;
注：块体金属玻璃(bulkmetallicglass)通常是指3维尺寸都在毫米以上的金属 玻璃。
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块体金属玻璃材料
我国在这方面处于领先地 位：
典型大块金属玻璃样品： (a)Mg-Cu-Y 金属玻璃； (b)直径超过 70 mm 的 金属玻璃棒；(c)公斤级 别的Zr-Ti-Cu-Ni-Be 金 属玻璃；(d)中国科学院 物理研究所制备的金属 玻璃。
中国科学院物理研究所研制的大块金属玻璃的照片
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金属玻璃（metallic-glasses）
金属玻璃是金属吗？
大部分金属玻璃体系都是由100%金属组成的合金，比如Cu, Zr, Al, Fe, Co, Ni, Mg,Zn, Ca, Yb, Ce等。但是也有好多体系包含非金属（或类金属）元素，比 如Si，C, P，B等，含量可能达到20 at.%以上。但是金属玻璃都是导电的，电阻 率比普通金属高1~2个数量级，具体和成分以及制备条件相关。
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1.甩带法
甩带法是制备金属玻璃条带最常用的方法之一 • 工艺流程
I. 首先将破碎并清洗后的母合金在高真空氩气保护 气氛下感应加热熔化。
II. 利用惰性气体将合金液体喷射到高速旋转的铜辊 上，合金液遇到铜辊将迅速凝固并借助离心力抛 离辊面，得到连续薄带。
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『产品故事-19』金属与玻璃的神奇碰撞
『产品故事-19』金属与玻璃的神奇碰撞Sebastian Herkner的“喇叭桌”是用一种极轻的玻璃材料作为底座，并以金属作为桌面的设计，这让人感觉金属是悬浮在空中，形成一种独特的视觉感受。
今天就让我们深入的去探寻这张华丽的桌子是如何在设想下诞生的。
制作流程视频（请在WIFI下食用）设计者说，这个设计的制作是用传统玻璃手工制作方法，运用木头模具和玻璃吹制的方式制作而成。
透明浅色的玻璃底座设计会让这个桌子呈现一种独特的雕塑神秘感，然后再运用光泽美丽的黄铜作为桌面框架，因为设计师希望通过富有吸引力的表面处理以及材料的对比，以及和谐优美的曲线造型，为室内家居增添了一份独特的设计感。
所以，这就是为什么“喇叭桌”会以他们的颜色和外观以及精巧的手工制作，极致的表现了材料本身的美感，从而成为家中目光的焦点。
“喇叭桌”是传统玻璃手工制作的集大成作品。
从一开始，设计师就并希望每一个桌子都是手工制作，因为这意味着每一个玻璃中存在的小气泡都并不是瑕疵，而是一种对于每张桌子的独特印记，让它变成世界上独一无二的产品。
之后，为了拓展产品的可能性和丰富性，设计师为玻璃底座增加了一些新的颜色，譬如淡蓝色，相反的，他们增加了深色的青铜金属作为桌面，使得“喇叭桌”更加在视觉上拥有对比性。
这个大胆的设想与尝试的版本使的这个桌子看起来更加简单以及优美。
小编总结：两种材料的搭配设计看似非常简单，但是如果想将他们运用的出神入化，你必须将两种材料的性质以及制作方法了解透彻，这样才能将两种材料和谐并且合理的搭配拼合在一起，形成让人赏心悦目的设计。
设计材料组合的产品是一种创造不同的方式，也是一种挑战。
POPULAR ARTICLE点击图片即可转至相应文章当设计被嘲笑“异想天开”之后三星要用设计闹腾电视机市场了。
神奇玻璃作文（通用30篇）
神奇玻璃作文（通用30篇）神奇玻璃作文篇1今天，我给大家说一说我的新型玻璃，他的名字叫神奇玻璃。
这种玻璃可以大体墙，它比墙还要硬，他还会把阳光的光吸收，到晚上，他将会把光散射出来，这光非常的好看，就如荧光虫的光一样，闪来闪去，你又会说了这种玻璃晚上会黑漆漆的吗？告诉你吧，他不会，白天他保持室内明亮，能看到外面的一景一物，但你从外看却就像到了树林里一样，到了晚上，你在从外面看，看起来跟早上没什么区别，但她却是那么明亮，室内，还不时的发出森林里的叫声，这室内并不是黑暗的，通过那些小光，将里面照射的银光闪闪，让人感觉到了仙境般，并且它会将夏天的热气，等到冬天散发将室内变暖和，将冬天的冷气吸收到夏天用，那时真是感觉太爽了。
更令你想不到每天他都会自动打开四个“窗口”让你通通空气，享受一下阳光的温暖。
祝你随着这美好的一切事物，做个美梦。
神奇玻璃作文篇2现在的玻璃是人们都较了解的，没有什么新意。
我相信未来的玻璃一定是很神奇的，作用多多的。
如果未来有了一种神奇的玻璃——奇音玻璃。
“奇音玻璃”作用一定是跟名字很相似的，它可以播放出许多不同类型的音乐，还可以是很神奇的鬼音翻唱的音乐。
当每一个人家中都有他们自己的奇音玻璃时，我家中的玻璃更特别，它是独一无二的，它就是“神音玻璃”。
“神音玻璃”不止可以播放音乐一种功能，还可以在夜晚时变成像星空一样，它上面有着繁多的星星。
当烦恼袭击你时，瘫在床上，像个皮球似的，滚来滚去。
“奇音玻璃”会发挥出它的功能，播放出令人心情愉悦的音乐。
随后“奇音玻璃”会散发出一种清香，催人入眠。
当兴奋溢满大脑时，“神音玻璃”像是另外一个你自己一样，知道你现在需要唱一些酷的音乐来宣誓你心中的喜悦。
一些街舞动作出现在你脑海中，忍不住跟着脑中的动作偏偏起舞，跳出曼妙的舞姿。
那些动作像是你做过千万遍，熟练至极。
“奇音玻璃”功能不止这些，随着科技的发展，它的其它功能可能明天，也可能在不经意的某一天就被人们设计出来。
神奇的“金属玻璃”
神奇的“金属玻璃”作者：吴再丰来源：《百科知识》2008年第01期在好莱坞电影《终结者》中，由金属制成的变形机器人T-3000能随意变换成各种形状，甚至可以从门下的小缝隙中飞走。
现在对于人类来说，这将不再是科幻片中的幻想。
一种新型的“终结者”材料面世，这就是“金属玻璃”。
目前科学家研制的金属玻璃，强度是工业用钢铁的3倍，柔韧性是钢铁的10倍。
金属玻璃是一种特殊的合金材料。
通常金属原子都是有序排列的晶体结构，而在金属玻璃中，原子的排列如同液体或者玻璃一样杂乱无章。
虽然从严格意义上来说，金属玻璃并不是液体，但是由于它没有固定的外形，可以像液体一样随意流动，所以人们喜欢形象地称之为“液态金属”。
金属玻璃的问世打破了建立在金属晶体结构基础上的传统金属学研究方法，它的许多独特而且宝贵的性能使其在实际应用中初露锋芒。
金属保持玻璃状有专家认为“金属玻璃”是继钢铁、塑料之后，给产业界带来的又一次革命性的变革。
长期以来，人们总认为这种非晶态的金属玻璃是不可能制成的。
我们在日常见到的冰，是水分子形成六棱柱体的结构。
流动是水分子自由活动的一种状态，一旦变成固体，则水分子就被井然有序地排列固定。
即使金属也一样，在高温熔融状态下，原子或分子可随意活动。
但是，一旦冷却变成固体则呈晶体结构。
那么，玻璃又会是怎样呢?我们家里通常用于窗户或杯子的玻璃被称之“氧化物玻璃”，其主要成分是二氧化硅。
氧化物玻璃从液态变为固态时，分子也不会组成有序的结晶结构，而是在随机排列下固化，即保持液体那种状态。
由于高温熔融状态下的玻璃呈液体结构，所以几百年前在欧洲烧制的玻璃是下部比上部厚。
此外，玻璃变成固体的过程中，它还会形成“过冷却液体”的状态，即变成糖稀那样的状态。
例如在玻璃车间把熔融的玻璃吹制成器皿时，此时的玻璃就是处在“过冷却液体”的状态。
何谓玻璃的“过冷却液体”状态呢?即如果玻璃从液态冷却成固态时，当温度降到比其固化时的温度还要低时，玻璃仍然呈现液态的一种现象。
金属玻璃的前世今生
金属玻璃的前世今生摘要：本文联系金属玻璃的发现和发展，介绍了金属玻璃的性能和特性，以及应用。
大概简述了国内外金属玻璃的研究成果。
关键词：金属玻璃、金属玻璃的机理、应用，发展前途引言：一般人看到玻璃就会联想到玻璃板，其实在一定的条件下，金属也能做成玻璃，比如这种金属做的玻璃可以用来做高尔夫球棍也可以应用在电力方面。
其实金属玻璃是液体凝固时不发生结晶并且原子排列不规则的晶体。
不象玻璃板，金属玻璃不透明或者不发脆，它们罕见的原子结构使它们有着特殊的机械特性及磁力特性。
普通金属由于它们晶格的缺陷而容易变形或弯曲导致永久性地失形。
对比之下，金属玻璃在变形后更容易弹回至它的初始形状。
缺乏结晶的缺陷使得原铁水的金属玻璃成为有效的磁性材料。
一、金属玻璃的发展简史有史以来，人类所使用的金属都是呈结晶状态的晶态材料。
１９３４年美国克雷默首次用蒸发沉积法制备出了非晶态合金。
在1950年，冶金学家学会了通过混入一定量的金属——诸如镍和锆一去显出结晶体，1960年，美国加州理工学院的Klement和Duwez等人发现当某些液态贵金属合金以每秒１００℃的冷却速度急剧冷却时，可以获得一种被称为“金属玻璃”的非晶态合金。
与此同时，苏联的米罗什尼琴科和萨利采用喷溅冷却法，将金属熔滴喷射在冷基板上，分散成为薄膜从而快速凝固。
利用此法可以产生大于１０６℃／秒的冷却速度，从而获得了一个崭新的高度过饱和的固溶体。
１９６９年庞德和马丁制备出具有连续长度的条带，为大规模生产非晶态合金创造了条件。
非晶态合金的化学成分是金属或合金，在原子结构上呈现典型的玻璃态。
一般以铁、镍、硅金、钯、硅、铜、铁、磷、碳等为基本成分，以磷、铬、碳为添加物熔炼而成。
金属玻璃和普通玻璃性质不同，金属玻璃韧而不透明，它的强度和硬度比现有的一般晶态金属都高。
如果用它制作高强度控制电缆和橡胶轮胎的增强带，则将大大提高其使用寿命。
二、金属玻璃的机理大部分的金属在冷却时都会结晶，把它们的原子排列成有规则的图案，叫做格构(lattice)。
金属玻璃
金属玻璃发展的的几个问题
现在，我们对金属玻璃的了解还很不充分，还无 法通过调节其内部结构来改善其物理性能。对于 非晶态固体内部结构，现在还没有十分有效的研 究手段。现有的微观结构分析手段，如X光及中 子衍射仪器、电子显微镜、各种能谱等，对金属 玻璃内部结构探测和分析能力非常有限，只能通 过计算机模拟来推测金属玻璃的内部结构。
(2)原子沉积法
原子沉积法又可细分为:电解沉积法、化学沉积法、 真空蒸镀沉积法、离子贱射沉积法。上述沉积法主 要是制备非晶态合金薄膜(沉积在其他基材上)。而 现在也有用其他的方法制备块非晶态合金,其制备 方法有直接凝固法和粉末固结成形法,其中直接凝 固法又细分为:铜模铸造法、高压模铸法、吸铸法、 挤压铸造法、磁悬浮熔炼、静电悬浮熔炼等
(1)液态淬火法
这种方法的优点是制造设备简便,生产效率高。但缺 点是非晶态合金的形成能力有限,一般只能生产丝状、 带状的非晶态合金(要求冷速达到106℃/s)。由高频 电炉熔化母材合金(Ar气保护),液体在Ar气高压下经 喷嘴高速喷出液态合金束,经过一对超低温铜质轧辊 快速冷却,挤压得到非晶态合金丝或带
五、应用及前景
(1)电力行业。磁性研究是非晶态合金最 活跃的领域。电压变压器芯体要求材料 具有软磁性，软磁性越高，在芯体上损 失的能量越少。现在变压器普遍使用的 是硅钢片，而具有较高软磁性的金属玻 璃可以使变压器重量减轻1/3，能量耗损 减少1/3。
五、应用及前景
军事方面，由于其优异的力学性能，金 属玻璃可用来制造动能破甲、穿甲弹。 金属玻璃和钨复合制成的穿甲弹头，密 度高、强度大、穿甲性能好，具有自锐 效应，也具有贫铀弹头的高绝热剪切敏 感性，有望取代对环境造成严重危害的 贫铀弹。铁基金属玻璃可用于舰艇防腐、 防磁。
说明文阅读
玻璃之王⑴“玻璃之王”是这样诞生的：1959年，美国加利福尼亚理工学院杜威兹教授等人用制造玻璃的方法，将高温金-硅合金熔体喷射到高速旋转的铜轴上，以每秒100万摄氏度的冷却速度快速冷却熔体，第一次制造出了不透亮的玻璃。
当时的一位物理学家看到这种刚诞生的合金材料时，曾嘲讽的说这是一种“愚蠢的合金”。
这种不透亮、看起来“愚蠢的”的东西，就是在材料科学领域开辟出一条新道路的“玻璃之王”金属玻璃。
⑵金属玻璃形成的原理是什么呢？通常情况下，金属及合金在从液体凝固成固体时，原子总是从液体的混乱排列转变成整齐的排列，即成为晶体。
但是，如果金属或合金的液体凝固速度非常快，原子来不及排列整齐便被冻结住了，最终的原子排列方式仍类似于液体，是混乱的，这就是非晶态合金。
因为非晶态合金原子的混乱排列情况类似于玻璃，所以又被称为金属玻璃。
⑶那么在实际生产中金属玻璃又该如何获得？研究人员发现，单一的金属液体凝固形成非晶态所需的冷却速度要远远高于其它物质液体。
例如，普通的玻璃液体只要慢慢冷却下来，得到的玻璃就是非晶态的；而单一的金属液体则需要每秒高达1亿摄氏度以上的冷却速度才能形成非晶态，这个速度是普通玻璃的无数倍。
由于目前工艺水平的限制，实际生产中难以达到如此高的冷却速度，也就是说，单一的金属难以在生产上被制成非晶态的金属玻璃。
但是，合金弥补了单一金属的缺憾。
合金具有这样两个重要性质：第一，它的熔点远低于纯金属，例如，纯铁的熔点为1538℃,而铁硅硼合金的熔点一般在1200℃以下；第二，液体状态的合金原子更加难以移动，在冷却时更加难以整齐排列，也就是说，更容易被“冻结”成非晶体。
这样，人们在实际生产中就将金属与其它物质混合形成合金后再来获得非晶态的金属玻璃。
⑷目前，金属玻璃已经得到了广泛地应用。
因为它具有较强的韧性、刚性、优良的磁性、良好的化学稳定性等，人们赞扬它是“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”。
金属玻璃已被用于制造高档录音机、录像机的高耐磨音频视频磁头。
火星之旅的不二之选：金属玻璃
火星之旅的不二之选：金属玻璃原创2017-01-10豆粟材料牛机器人登陆火星已经是NASA“火星之旅”计划中重要一环，然而火星和太空中极端环境给机器人和航天器的材料带来了极大挑战，研究已久的金属玻璃有望接手这项任务，一起来看看吧。
上图为NASA正在研究用于航天机器人的新材料。
这是一种被称为块状金属玻璃（BMG）的硬质金属合金。
太空探索相当于在太空中承受最严酷的炮轰，因此机器人和航天设备必须装备地球上最硬的材料。
最近，工程师们尝试使用研究已久的金属玻璃这一新材料，这似乎是NASA即将推出的“火星之旅”的最佳选择。
这种称为最适于航天器的硬质金属合金需要经过特定的制造工序：包括液化和快速冷却。
最近一项研究正在关注金属玻璃和它的潜在应用。
基于这项研究，块体金属玻璃在太空任务中是理想的齿轮材料。
大于0.04英寸（1mm）的零件，都将用金属合金制备。
然而，为了生产块体金属玻璃这样坚硬的材料，金属在被熔化过程中会导致原子结构破坏，随后的冷却过程中这些原子将随机重排。
金属的快速冷却将导致无组织的结构。
根据网站报道，它必须在约1800华氏度/秒（982.2℃/s）下冷却以达到所需的形状。
这就是从技术上将材料从金属转变成玻璃，从而形成这种金属玻璃的新结构的原理。
金属玻璃材料在为NASA建造执行空间任务的机器人方面有很大的优势。
这种材料使机器人更容易平稳地转动和移动，并能以平滑的方式快速停止，然而使用传统材料时，通常会伴随抖动和振动。
因此金属玻璃材料能让机器人的行动更准确。
根据研究报告，BMG做的机器人关节更灵活，更耐用且成本更低。
NASA喷气推进实验室的一名研究金属玻璃的研究员Douglas Hofmann在一篇新闻中表示：“尽管BMG已经被研究了很长时间，但是设计并应用到结构器件中依然很难。
我们最终还是通过必要的测试来证明了其对NASA航天器的潜在优势，这些材料可能为在恶劣环境下的移动提供解决方案，例如木卫二欧罗巴。
神奇的“金属玻璃”
神奇的“金属玻璃”{1}金属玻璃是一种特殊的合金材料。
通常金属原子都是有序排列的晶体结构，而在金属玻璃中，原子的排列如同液体或者玻璃一样杂乱无章。
虽然从严格意义上来说，金属玻璃并不是液体，但是由于它没有固定的外形，可以像液体一样随意流动，所以人们喜欢形象地称之为“液态金属”。
{2}金属玻璃具有哪些卓越特点呢？金属玻璃的强度高、韧性好、耐腐蚀，具有迄今为止金属所没有的各种特性。
{3}科学家介绍，与原来使用的材料相比，使用金属玻璃可以将灵敏度提高3.8倍。
将来，一旦燃料电池汽车普及，它将成为不可或缺的元件。
因为在燃料电池汽车中，为了检测氢气或空气的压力，耐用性强、灵敏度高的压力传感器将必不可少。
{4}金属玻璃还将在纳米领域内大显威力。
金属玻璃能够像玻璃那样自由变形加工。
过去人们把熔融的结晶金属浇铸到模子里，也能制造出与模子形状一样的产品。
但是结晶金属在冷却凝聚成结晶时，因有结晶的错位等缺陷，如果在显微镜下观察，表面会呈现凹凸不平的状态。
为此，从纳米尺度来看，我们是无法正确复制这个产品的。
如果我们把金属玻璃照旧以过冷却液体浇铸到模子里凝固，就能够精确地复制产品。
{5}金属玻璃能够正确复制100纳米宽的沟槽，结晶金属是无法达到的。
另外以照片为基础通过激光加工造型，将照片复制在金属玻璃表面也是可能的。
{6}迄今为止能够自由加工的是塑料等高分子材料。
现在，金属玻璃除了与塑料一样可自由地加工外，强度还高，这无疑将使它成为代替塑料的材料。
科学家们正在抓紧时间利用金属玻璃研制出更小的马达，例如小型的相机或内检镜，以及微型机器人等的驱动马达等。
其中有一种“血管疏通器”，是安装在导管前的旋翼叶片，就是用金属玻璃制造的微型马达驱动，它可以除掉堵塞血管的血栓等。
{7}金属玻璃还是一种优异的磁性材料，具有高饱和磁感应、低铁损等优点。
如果用金属玻璃来制造收录机的磁头，可以避免磁头尖部的脱落现象，降低磁头与磁带摩擦发出的噪声，这将会给人们带来优美清晰的音质和理想的音响效果。
金属玻璃
发展简史
金属玻璃的出现可以追溯到20世纪30年代，Kramer第一次报道用气相沉积法制备出金属玻璃，在1950年，冶 金学家学会了通过混入一定量的金属——诸如镍和锆一去显出结晶体，1960年，美国加州理工学院的Klement和 Duwez等人采用急冷技术制备出金属玻璃。当合金的薄层在每秒一百摄氏度的速率下冷却时，它们形成金属玻璃。 但因为要求迅速冷却，它们只能制造成很薄的条状物、导线或粉末。
普通玻璃的原子也是随机排列，但它不是金属。金属玻璃并不透明，它拥有独特的机械和磁性特质，不易破 碎和不易变形。它是制造变压器、高尔夫球棒和其他产品的理想物料。
目前生产的金属玻璃是较薄和较细的，因为金属冷却时很快便会结晶，所以需要非常快的冷冻。美国约翰斯 鹤健士大学的研究员何纳乔，正研究如何生产有超级强力、弹力和磁力特质，但是较为大块的金属玻璃。这种新 的金属会保持固体而不会在高温下结晶，这将会适于制造引擎零件及军用武器。
宏观上来看，金属玻璃的形变特征与温度有密切的关系。在温度靠近玻璃转变点乃至更高时，外力的作用下 材料每一部分都参与变形，表现为粘滞性流动，被称为均匀变形。在温度远低于玻璃转变点时，金属玻璃则往往 表现为非均匀变形，变形区域只集中在很小的区域，其尺度为10~50 nm，这种变形区域被称为剪切带。由于一般 金属玻璃的玻璃转变温度点远高于室温，形变局域化是室温下金属玻璃变形的主要特征，并且得到了广泛的。高 度局域化的形变只发生在剪切带内，剪切带在形成之后在没有约束的条件下就会快速扩展，最终导致材料的脆性 断裂。这便是室温下金属玻璃没有宏观塑性的原因，而解决这个问题是促进金属玻璃应用的关键一环，很多研究 人员在这个方向上做出了艰苦的努力。为了增加塑性，有的人采用制备复合材料的方法，有人采用引入残余应力 或其他加工方法。2007年，中国科学院物理研究所柳延辉等在《Science》上报道，开发出在室温具有超大压缩 塑性的金属玻璃，并且可以像纯铜、纯铝一样弯曲成一定形状，从而进一步引领出一大批相关的研究工作。但是， 金属玻璃室温宏观塑性的问题并没有解决，尤其是大家期望的拉伸塑性并没有得到，学术界期待着新的进展。
金属可以变为玻璃吗
金属可以变为玻璃吗玻璃制品在我们身边，触目皆是，它是硅酸盐制品，是一种无机物质。
现在世界上又诞生了一种新奇的玻璃，叫做“金属玻璃”，你听说过吗？玻璃和金属，本来是两种截然不同的材料，而现在它们却结成了姻缘，成为“一家亲”了。
金属玻璃是一种崭新的玻璃态金属，外貌酷似玻璃，但实质却是金属，因此人们称它为金属玻璃。
金属玻璃是怎样制造出来的呢？最早的时候是把烧熔的金属用特殊的方法喷成雾，然后以很快的速度把它喷到一块低温的铜板上，在铜板上得到一层只有几个微米薄的金属玻璃箔。
后来又发明了好几种方法，这里我们介绍两种：一种叫高心急冷法，将烧熔了的金属喷到一个高速旋转的圆筒内壁上，因为筒壁的温度低，它一接触到圆筒内壁就很快冷却下来，在离心力作用下，就得到了扁扁的金属玻璃条；另一种压延急冷法，将烧溶了的金属喷向高速转动的铜或不锈钢的圆辊，通过圆辊的挤压，每分钟可得到一千多米很薄的金属玻璃带。
用这些方法来制造金属玻璃丝和带子，与通常的冶金方法相比，由于省去了浇洼、热轧、拉制、冷轧等许多道工序，所以生产过程要简单得多，而且生产速度快，消耗的能量少，因此成本很便宜。
一般来说，由熔融状态的金属，慢慢冷却后变成的金属固体，它的原子结构是按一定规律排列的，是很规则的。
而在制造金属玻璃时，由于冷却速度非常迅速，金属内部的原子来不及进行规则排列，仍然处于熔融时的紊乱状态，马上就凝固，这样，它就成为貌似玻璃态的金属玻璃了。
由于金属玻璃的原子结构仍然保持熔融状态时的紊乱排列，所以它的“性格”就发生了极大的变化，这种变化很逗人喜爱。
象所有的金属玻璃都是坚强、坚硬的，具有很强的抗张强度，例如镍——铁基玻璃的强度能达到每平方毫米250公斤左右。
一般金属的原子是晶体结构，容易受腐蚀。
而金属玻璃的原子结构却是非晶态的，所以特别耐腐蚀，用途很广。
非晶态的金属玻璃比一般金属的电阻大，这一特点又是制造电工器材的好材料。
金属玻璃是一种崭新的材料，是玻璃家族中的新弟兄，年纪还很轻，但它独特的性格表明，它将是现代工业领域中杰出的新秀，前途是未可限量的。