金属玻璃

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玻璃之王阅读答案

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玻璃之王阅读答案玻璃之王①1959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。

②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。

③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。

④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。

玻璃金属幕墙混搭施工方案

玻璃金属幕墙混搭施工方案

玻璃金属幕墙混搭施工方案1. 引言玻璃和金属是现代建筑设计中常用的材料之一,玻璃幕墙和金属幕墙都具有独特的美观效果和功能性。

传统的玻璃幕墙和金属幕墙施工方案分别使用单一材料,但混搭施工方案结合了两者的优势,能够创造更加独特和丰富的建筑外观。

本文将介绍玻璃金属幕墙混搭施工方案的设计、材料选择、施工工艺和注意事项。

2. 设计阶段2.1. 确定项目需求在设计阶段,需明确项目的需求和目标。

了解项目的功能、风格和预算是至关重要的。

同时,也要考虑到玻璃和金属材料的使用限制和特点,确保设计方案可行。

2.2. 设计方案选择根据项目需求和目标,选择适合的玻璃金属幕墙混搭方案。

可以考虑使用不同材质的金属和玻璃,或者采用不同形状和尺寸的组合方式,以实现设计的特色和创新。

2.3. 建筑结构和施工可行性分析在混搭方案确定后,需要进行建筑结构和施工可行性的分析。

确保混搭方案与建筑结构相容,并能够在施工过程中实施。

3. 材料选择3.1. 玻璃材料选择合适的玻璃材料是玻璃金属幕墙混搭施工的关键之一。

常见的玻璃材料包括单层玻璃、夹层玻璃和钢化玻璃。

根据设计需求和预算,选择透明度、隔热性能和安全性能等参数适合的玻璃材料。

3.2. 金属材料金属材料通常用于幕墙的支撑结构和框架。

常见的金属材料包括铝合金、不锈钢和镀锌钢。

根据设计需求和材料特性,选择适合的金属材料,并考虑其耐候性和抗腐蚀性能。

4. 施工工艺4.1. 幕墙安装准备在施工前,需进行幕墙安装准备工作。

包括制定详细的施工计划、验收所需材料和工具、搭建临时工作平台等。

4.2. 幕墙安装步骤•步骤一:安装金属支撑结构,确保结构的稳定和牢固。

•步骤二:安装玻璃材料,采用专业的安装工艺和密封材料,确保玻璃的安全和密封性能。

•步骤三:安装金属框架,并与玻璃材料连接,确保结构的牢固和协调性。

•步骤四:进行幕墙的调整和验收,确保幕墙的外观和功能满足设计要求。

4.3. 施工安全与质量控制在施工过程中,需严格遵守安全规范,确保施工人员的安全。

金属玻璃

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

玻璃之王阅读答案

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玻璃之王阅读答案玻璃之王阅读答案1①1959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。

②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。

③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。

④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。

金属玻璃是什么材料

金属玻璃是什么材料

金属玻璃是什么材料金属玻璃是一种特殊的材料,它具有金属的导电性和玻璃的非晶性结构。

金属玻璃最早由日本学者于1959年发现,其独特的性质使其在各种领域得到广泛应用。

那么,金属玻璃究竟是什么材料呢?接下来,我们将从其结构、性质和应用等方面进行介绍。

首先,我们来看金属玻璃的结构。

金属玻璃的结构是非晶的,也就是说,它的原子排列是无序的,而不像普通金属那样具有规则的晶体结构。

这种非晶结构使得金属玻璃具有很高的硬度和强度,同时也具有较好的弹性和韧性。

这种特殊的结构也使得金属玻璃具有优异的磁性和导电性能,因此在电子、通讯等领域有着广泛的应用。

其次,我们来谈谈金属玻璃的性质。

金属玻璃具有很高的玻璃化转变温度,这意味着在室温下它是固态的,而在较高温度下可以变成液态。

这种性质使得金属玻璃在制备过程中需要非常快的冷却速度,以避免形成晶体结构。

此外,金属玻璃还具有很好的耐腐蚀性和抗磨损性,这使得它在制造高性能零部件和工具方面有着独特的优势。

最后,我们来探讨一下金属玻璃的应用。

由于金属玻璃具有优异的性能,它被广泛应用于各种领域。

在电子行业,金属玻璃被用于制造高性能的电子元件和导线;在航空航天领域,金属玻璃被用于制造高强度和耐磨损的零部件;在医疗器械领域,金属玻璃被用于制造高精度的手术工具等。

可以说,金属玻璃在现代工业中发挥着重要的作用,其应用前景十分广阔。

综上所述,金属玻璃是一种具有特殊结构和优异性能的材料,它的发现和应用为人类的科技进步和生活带来了巨大的便利。

随着科学技术的不断发展,相信金属玻璃在未来会有更广泛的应用,为人类社会的发展做出更大的贡献。

金属玻璃的结构特点及其对力学行为的影响

金属玻璃的结构特点及其对力学行为的影响

金属玻璃的结构特点及其对力学行为的影响金属玻璃,亦名非晶态合金、玻璃态合金,不仅集金属和玻璃的优点于一身,还克服了它们各自的弊病[1]。

该类材料是将熔融的母材以>106℃/s的速度急速冷却而成,其原子在凝固过程中的排列来不及有序化,故形成了长程无序的非晶状态,与通常情况中具有周期性和对称性原子排布的金属晶体材料不同,因而称之为“非晶合金”[2]。

又由于这种原子排列与玻璃等传统非晶材料类似,所以也叫“金属玻璃”。

其强度高于钢,硬度超过高硬度工具钢,且具有一定的韧性和刚性。

因此人们赞誉其为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”[1]。

1962年[3],杜韦兹发明了快速凝固技术,从Au-Si合金熔体中首次制备出了非晶合金,非晶概念才开始与固态金属与合金联系在一起。

今天,随着更多金属玻璃及其独特性能的发现,此类物质已然成为了一种重要的功能材料[1]。

那么,非晶态合金的微观结构究竟是什么样,使其能有如此特殊的性能?这些结构上的特点又是如何影响其力学性能和力学行为的呢?下面本文就来回答这些问题。

金属玻璃的微观结构介于有序和无序之间:原子在三维空间排列没有规律性,这种特点称为远程无序;然而,局部区域可能存在规则排列,这类现象叫做近程有序。

在短程有序区域中,质点排布与晶体相似,但此类区域是高度分散的。

实际上,非晶合金的原子排列近似于液体,但它与液体又有不同:一方面,液体中原子极易滑动,粘滞系数很小,而金属玻璃中原子无法滑动,粘滞系数约为液体的1014倍,具有相当大的刚性与固定形状;另一方面,液体中质点随机排列,除局部结构起伏外,几乎是一团乱麻,而非晶合金中原子排布虽也无序,但并非完全混乱,而是破坏了长程有序的周期性和平移对称性,形成了一种有缺陷的、不完整的有序,即最近邻或局域近程有序(在小于几个原子间距的区域内保持位形和组分的某些有序特征,而在这些区域外便不存在长程有序的点阵排布了。

通常情况下,金属玻璃的短程有序区<1.5nm,即不超过4~5个原子间距[2]。

玻璃之王 阅读理解及答案

玻璃之王   阅读理解及答案

玻璃之王学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、现代文阅读(本大题共1小题,共30.0分)1.玻璃之王①“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。

②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站住了,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晴况类似于玻璃,所以又被称为金属玻璃。

③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,人们在实际生产中托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。

玻璃之王阅读附答案

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玻璃之王
 ①1959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。

 ②金属玻璃形成的原理是什幺呢?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。

 ③那幺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。

神奇的“金属玻璃”

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。

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下面是小编搜集整理的玻璃之王阅读附答案,希望对您有所帮助!玻璃之王阅读附答案①1959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“愚笨的合金”。

这种不透亮、看起来“愚笨的”的东西,就是在材料科学领域开拓出一条新道路的“玻璃之王”--金属玻璃。

②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,假如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。

③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渐渐冷却下来,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,实际生产中难以到达如此高的冷却速度,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。

④目前,金属玻璃已经得到了广泛地应用。

金属玻璃的前世今生

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)。

玻璃金属封接技术在电子器件制造中的应用

玻璃金属封接技术在电子器件制造中的应用

金属电极制备
材料选择:选择合 适的金属材料,如 金、银、铜等
清洗处理:对金属 材料进行清洗处理, 去除表面的氧化层 和杂质
镀膜处理:对金属 材料进行镀膜处理, 提高其导电性和抗 氧化性
切割成型:将金属 材料切割成所需的 形状和尺寸
烧结处理:将金属 材料进行烧结处理, 提高其强度和耐用 性
检测验收:对金 属电极进行检测 验收,确保其质 量和性能达到要 求
20世纪50年代,玻璃 金属封接技术逐渐成 熟,广泛应用于电子
器件制造
20世纪80年代,玻璃 金属封接技术不断创 新,提高了电子器件
的性能和可靠性
21世纪初,玻璃金属 封接技术在电子器件 制造中占据重要地位, 成为不可或缺的技术
之一
应用领域
电子器件制造:如集成电路、传感器、光电器件等 航空航天:如航天器、航空器等 医疗设备:如医疗仪器、医疗器械等 汽车行业:如汽车电子、汽车零部件等
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玻璃金属封接技术的应用前景 与展望
在5G通信领域的应用前景
5G通信技术的快速发展对电子器件提出了更高的要求 玻璃金属封接技术在5G通信领域具有广泛的应用前景 玻璃金属封接技术可以提高电子器件的性能和可靠性 玻璃金属封接技术在5G通信领域的应用将推动电子器件制造业的发展
在新能源汽车领域的应用前景
特点
封装材料:玻璃金属 封接技术采用玻璃和
金属作为封装材料
封装工艺:玻璃金属 封接技术采用高温熔 融、压力成型等工艺
进行封装
封装效果:玻璃金属 封接技术能够实现高 温传感器的密封、保
护、散热等功能
电力电子器件封装
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金属玻璃

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。

《玻璃之王》短文阅读答案

《玻璃之王》短文阅读答案

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。

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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。

三、结构与性能
这些非晶态金属材料内部原子作不规则排列,这样的结构特征使它具有许多晶态材料所没有的性能。

主要包括:
(1) 原子排列长程无序,这导致金属玻璃的X射线衍射不会出现晶态金属那样的衍射线,也不存在亚微观(即微米数量级)的各向异性(如磁畴结构等性质)。

(2) 短程有序,即金属原子的周围配位情况彼此相似,也和晶态中原子的情况相近。

(3) 无晶界,晶态金属一般由微米量级的小晶粒组成,晶粒间存在晶界。

从亚微观来看金属玻璃是均匀的固体,不存在晶粒和晶界,这一特点大大提高了金属玻璃的力学性能和电磁性能,使它具有很高的强度,例如抗拉强度、硬度、断裂强度和弹性模量等都比晶态合金强得多。

金属玻璃为非晶态结构,显微组织均匀,不含晶界、位错等缺陷,使腐蚀金属的液体“无缝可钻”,具有高度抗腐蚀性。

(4) 不稳定性,金属玻璃在热力学上是不稳定的,它有向晶态转化的趋势。

(5) 卓越的硬度和机械度,拉丝后纤维化的非晶态铁钽硅硼合金线材,拉伸强度高达400公斤每平方毫米,为钢琴丝的1.4倍,为一般钢丝的10倍。

(6) 优越的磁学性能。

四、制备
金属玻璃的制备方法可归纳为原子沉积法和液体急玲法两大类。

用原子沉积法制备金属玻璃时的玲却速度,一般要比用液体急冷法的要高,故较易保留那些其自由能比平衡相的自由能要大的相,这种方法包括溅射法、真空蒸发法,辉光放电分解法,化学沉积法等。

液体急冷法是将液态金属以大于lO~C/sec的速度急冷,在液体金属中比较紊乱的原子排列保留到固体则可获得金属玻璃;为提高冷却速度,除采用良好的导热体作基板外,还必须使液体与基板接触良好,液体层须相当地薄,液体与基板接触开始至凝固终止的时间尽可能缩短;现有液体
急冷法有喷枪法、离心法等。

五、应用领域
金属玻璃是一种优异的磁性材料,具有高饱和磁感应、低铁损等优点,同时还具有较高的耐磨性和耐犒蚀的特点。

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。

90年代初期,皮·杜威的学生威廉·约翰逊在这种方法的基础上,终于研制出一种合金,并创建了液态金属技术公司。

这种被命名为Vitreloy的新材料中包含了锆、钛、铜、镍等大金属原子以及较小的铍金属原子。

它比钢更具弹性,锻造温度仅在400摄氏度左右,而锻造钢需要达到1000摄氏度的高温,这使得它有可能成为一种理想的制造业用材。

该公司利用Vitreloy制造的第一件产品是高尔夫球杆,Vitreloy良好的反弹性可以将球击得更远。

,目前科学家已经能够用一些贱金属,比如铁或铜来制造金属玻璃。

2003年,美国维吉尼亚大学的约瑟夫·普恩和加里·西弗赖特宣布,他们利用碳、铁和少量锰,成功研制出“钢玻璃”,这也是首次研制出没有磁性的钢。

对于军事而言,这是一个重大突破,因为用这种钢材料建造的轮船将更易于躲避雷达的探测。

此外,产品的尺寸也比过去大。

2004年,美国橡树岭国家实验室的研究人员以50%的铁,加上钼、锰、碳、硼、铬和钴等元素,并在混合物中加入1.5%的钇,研制出直径为12毫米的钢管。

其超强度、重量轻、弹性好、不变质、不易断裂的特性,开拓了金属玻璃空前的应用前景。

液态金属技术公司也正在利用其开发的铂金属玻璃制造解剖刀等医疗器械以及专业网球拍等。

该公司还与韩国三星公司签署协议,为其提供手机零部件的原材料。

除了作为飞行器零部件和轮船船体材料外,美国国防部还考虑用无毒的金属玻璃取代资源日益贫乏的铀来制作穿甲弹头等军事装备。

六、国内外的研究内容和研究进展
美国利用金属玻璃出色的弹性进行防弹车身和战舰的研制。

日本考虑到这种材料的成本昂贵,目前还没考虑用于普通轿车的计划,但是他们正在研究用于汽车刹车器等压力传感器上。

还有金属玻璃在纳米领域内的研究,使得金属玻璃能够像玻璃那样自由变形加工。

材料科学家们 20年来一直在寻找便宜的大块金属玻璃,直到现在才取得突破性进展。

目前他们研究出来的这代金属玻璃以50%的铁,加上钼、钇、锰、碳、硼、铬和钴等化学元素,混合而成。

其突破在于:首先是在技术上,合金的玻璃形成能力大为增强。

还有诸如性能改善的研究:大块金属玻璃基复合材料制备技术研究进展等。

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