非晶合金的发展

具有优良的软磁特性：低Hc，高Bs。
具有高的高频磁导率、高磁致伸缩率、 电感大、铁芯损耗低、温升小。
高频功率器件、压力/ 磁/ 温度传 感器、扼流圈、互感器、专用集成电 路芯片和电磁屏蔽器件
▶ 锆基(
Zr- ) 块体非晶合金体系:
高尔夫球棒的面层材料,复合装甲的夹层
具有高弹性、高硬度
具有热膨胀系数低、 耐腐蚀性能优异、弯曲 强度高、冲击断裂韧性 和疲劳强度好，以及在 过冷液相区的超塑性成 形性能。
Turnbull提出的近共晶点成分: Turnbull指出各体系在接近共晶点时，其玻璃形成能力会更好。
理论基础：对非晶形成能力（GFA）的判定依据： ●Inoue: △Tx =Tx – Tg △Tx——过冷液相区； Tx——晶化温度； Tg——玻璃转变温度。 ●Turnbull: Trg = Tg / Tm Trg——约化玻璃转变温度；Tm——合金熔化温度； Tg——玻璃转变温度。 改进工艺 据现有研究，利用水淬法等方法制备大块非晶合金，其冷却速度 要求极高，而当只需较低冷却速度制造大块非晶合金时，则需要进行 复杂的深过冷凝固等工艺。所以，寻找一种较为简单方便的制备工艺 也是现在所面临的一大难题。
感应加热铜模浇铸
水淬法
定向凝固法
★大块非晶的发展前景
▶提高大块非晶的尺寸：
成分设计
寻找强玻璃形成能力（GFA）的非晶合金体系 能够使用较为简单方便的方法制备非晶合金
改进工艺
源自文库
成分设计 Inoue提出的三个经验规律: a: 由三个或三个以上的元素组成合金系; b: 组成合金系的组元之间有较大的原子尺寸比, 且满足大、中、小的原则, 其中主要组成元素之间的原子尺寸比应大于13% ; c: 组成元素之间的混合热为负值。
块体非晶合金材料 的研究现状及发展趋势
姓 名：熊 梅 学 号：201302703081
★研究历史及现状 ★大块非晶体系、特点及主要应用 ★大块非晶的形成原理及制备方法 ★大块非晶的发展前景
什么是非晶合金？
非晶合金即金属玻璃, 具有长程无序、短 程有序的结构特点, 属于热力学的亚稳态, 固 态时原子的三维空间呈拓扑无序排列。在一 定温度范围内, 保持相对稳定的状态。
★非晶合金体系、特点及主要应用
自块体非晶合金出现以来，研究学者们在非晶合金新材料 方面进行了大量研究工作, 从成分设计、试样制备、性能研究 到实际应用等方面都取得了丰富的成果, 已开发出成分多样、 性能各异、适用于不同应用场合的非晶合金体系。
▶ 铁基(
Fe- ) 非晶合金体系:
代替硅钢制造变压器铁芯
用于制备高精密的齿轮、轴承、切削 工具、冲压模具、代替贫铀弹做新一代 防装甲武器。
▶镁基( Mg- )块体非晶合金体系:
低价格、高强度、 低密度和储存量丰富 良好的贮氢性能
轻质高强度结构材料
贮能材料
▶钴基( Co- )块体非晶合金体系:
具有超高强度，较好的 磁学性能, 且对应力不敏感。 具有显著的巨磁阻抗( GMI) 效应、强的抗环境干扰能力。 电磁屏蔽材料
1969年, 非晶合金的制备有了突破性进展, 陈鹤寿等人在含有贵金属元 素Pd的具有较高非晶形成能力合金中得到了直径lmm的球状非晶合金样品。 1974年, 贝尔实验室的Chen在约103K/s冷却速度条件下用Pd-Cu-Si熔 体得到了具有毫米级直径的非晶棒。 2003年橡树岭国家实验室的Lu和Liu使Fe基非晶的尺寸从毫米推进到 厘米级, 最大直径可达12mm。
近年来，我国哈尔滨工业大学的沈军将Fe 基块体非晶 合金的尺寸提高到16 mm。
2004年Johnson在Pt基合金系中发现了具有高压缩塑性 的块体非晶合金体系, 他们研制的直径为3mm的Pt基合金 的压缩塑性达到了20% , 突破了过去块体非晶合金压缩塑 性一般小于2% 的瓶颈。
最近, 中国科学院金属研究所的Ma等发现了尺寸可达 25mm的Mg-Cu-Ag-Pd非晶态合金。
★研究历史及现状
1938年, Kramer首次报道了用蒸发沉积法制备出了非晶态薄膜。 1958年，Tumbull等人讨论了液体深过冷对玻璃形成能力的影响， 揭开了通过连续冷却制备非晶合金的序幕。
1960年, 美国加州理工学院的Duwez采用铜辊快淬法制备出Au-Si系非 晶合金条带，这是第一次用快速冷却的方法制备而成的非晶合金。
力敏传感器材料
▶铜基( Cu- )块体非晶合金体系:
抗压断裂强度超过2000MPa, 且具有明显的塑性变形能力 和优异的抗腐蚀性能, 与晶态合金相比, 杨氏模量更低, 弹性伸长 率更大, 且屈服强度和抗拉强度更高, 具有相当好的延展性。
★大块非晶的形成原理及制备方法
原理： 依靠极大的冷却速率将高温液态合金直接冷冻到固态， 并保持原子的混乱无序状态，即可得到非晶合金。也就是说， 如果液体冷却速度足够快，就有可能避免结晶，合金在液态 时的结构就冻结下来了，相比之下，如果缓慢冷却，原子有 足够的时间进行排列就有可能结晶形核而形成晶体。 制备方法： 电弧熔炼铜模吸铸 铜模压铸法
▶塑性的改善：
目前，对非晶合金的研究一直处于一个瓶颈期，虽然 非晶合金具有很多优异的性能，但是，其最大的缺陷就是 脆性极大。 很多研究学者考虑到非晶合金的高强度以及优异的耐 腐蚀性能想要将非晶合金应用到结构材料中，但受其塑形 的影响，很难有广泛的应用。因此，在其塑性的改善方面 还需要进行不断的研究。