块体金属玻璃的研究与应用
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 !
2014-金属玻璃的功能性应用及相关基础研究
１－ ２ ］ 碳氢化合物氧化过程中的催化作用 ［的历史。随着对催 化性能要 求 愈 来 愈 高，研 究 愈 来 愈 深 入，人 们 逐 渐 发 现，通过改变其几何形貌或金属合金化，其催化性能可
１ ， ７－ ８ ］ 以有更大的提高空间 ［ 。
偶氮染料是当今染料市场上品种、数量最多的一种 染料，占到世界染料市场的一半以上，广泛应用于服装 纺织品、皮革、玩具、液体等商品的着色。然而由于不 规范使用和污水排放，偶氮染料导致了严重的环境污染。 目前，降解 污 水 中 的 偶 氮 染 料 主 要 有 ３种 方 法： ① 利
ＷＡ Ｎ ＧＪ ｕ ｎ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙｏ ｆ Ｗｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ Ｍａ ｄ ｉ ｓ ｏ ｎ ，ＷＩ ５ ３ ７ ０ ６ ，Ｕ Ｓ Ａ ）
铁基块体金属玻璃及其复合材料的强韧化研究
利用X射线衍射分析仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、示差扫描量热仪（DSC）、万能材料试验机等实验手段系统研究了其显微结构、热稳定性及室温力学行为。主要的结论概括如下：（1）通过电弧熔炼/水冷铜模吸铸技术,利用适量的Ni部分替换Fe,获得了具有良好室温塑性变形能力的新型(Fe<sub>0.8</sub>Ni<sub>0.2</sub>)<sub>71</sub>Mo<sub>5</sub>P<sub>12</sub>C<sub>10</sub>B<sub>2</sub>块体金属玻璃,压缩塑性应变超过5%,这归因于其玻璃转变温度Tg和冷液相区△Tx的降低,在外载荷作用下,金属玻璃结构易于失稳而展现出更好的塑性变形能力。
（3）以Fe<sub>75</sub>Mo<sub>5</sub>P<sub>10</sub>C<sub>8.3</sub为初始合金,分别沿简化的Fe-Mo-（PCB）成分三角形中水平向右和右下角富Fe端方向开发了一系列玻璃基内生复合材料。研究发现,沿水平向右方向制备的复合材料,其第二相分布更均匀。
然而,随着Fe含量继续增加,Fe<sub>79</sub>Mo<sub>5</sub>P<sub>8</sub>C<sub>6.7</sub>B<sub>1.3</sub>复合材料中的α-Fe韧性相体积分数增加的同时,在枝晶间还析出一些Fe<sub>2</sub>MoP<sub>12</sub>硬脆相,使得Fe<sub>79</sub>Mo<sub>5</sub>P<sub>8</sub>C<sub>6.7</sub>B<sub>1.3</sub>合金的断裂方式以沿晶断裂为主,导致缺口断裂韧性下降。
块体非晶合金材料的性能、应用及展望
块体非晶合金材料的性能、应用以及展望引言：非晶态合金又称为金属玻璃，具有长程无序、短程有序的亚稳态结构特征。
固态时其原子的三维空间呈拓扑无序排列，并在一定温度范围内这种状态保持相对稳定。
与传统的晶态合金相比，非晶合金具备很多优异的性能，如高强度、高硬度、耐磨和耐腐蚀等，因而引起人们极大的兴趣。
一、非晶合金的发展历程自1960 年加州理工学院的P.Duwez 小组采用液态喷雾淬冷法以106K/s 的冷却速率从液态急冷获得Au-Si 非晶合金以来，人们主要通过提高冷却速度的方法来获得非晶态结构。
由于受到高的临界冷却速率的限制，只能获得低维的非晶材料（非晶粉、丝、薄带等），这在很大程度上限制了非晶的应用，特别是阻碍了对其力学、物理等性能的研究。
20 世纪80 年代末90 年代初，日本东北大学（Tohoku University）的T.Masumoto 和A.Inoue 等人发现了具有极低临界冷却速率的多元合金系列，如Mg-TM-Ln，Ln-AI-TM，Zr-AI-TM，Hf-AITM ，Ti-Zr-TM（Ln 为铡系元素，TM 为过渡族元素）。
1993 年W.L.Johnson 等人发现了具有临界冷却速率低达1K/s 的Zr 基大块非晶合金。
经过二十多年的发展，非晶从只有几个微米到现在的厘米级别，现在已经有6 个体系（锆基: Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5， Zr55Al10Ni5Cu30；铂基：Pd40Cu30Ni10P20；钇基：Y36Sc20Al24Co20；钯基：Pt57.5Cu14.7Ni5.3P22.5；镁基：Mg54Cu26.5Ag8.5Gd11）临界尺度达到了20mm。
对非晶态的大量研究表明，非晶合金中不存在晶界、位错、层错等晶体缺陷，非晶合金具有传统的晶态金属所不具有的诸多优良性能，如良好的机械、物理、化学性能以及磁性能。
鉴于大块非晶合金优良的力学、化学及物理性能以及在电子、机械、化工、国防等方面具有广泛的应用前景，大块非晶合金的研制就具有重要的技术和经济价值，是一个具有广阔发展前景的研究领域。
块体金属玻璃复合材料中塑性晶体相形态演化研究的开题报告
块体金属玻璃复合材料中塑性晶体相形态演化研究
的开题报告
一、选题背景
金属玻璃复合材料是一种具有高强度、高韧性和良好的耐蚀性能的新型
材料，已被广泛应用于航天、电子、汽车等领域。
在金属玻璃复合材料中，塑性晶体相是一种重要的力学强化相。
其形态演化对材料的力学性
能和稳定性具有很大影响。
因此，研究塑性晶体相的形态演化过程，对
于深入了解金属玻璃复合材料的微观机理和优化其力学性能具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在通过建立数值模型和实验验证的方法，深入探究金属玻璃复
合材料中塑性晶体相的形态演化过程，分析塑性晶体相的形态演化机理，为优化金属玻璃复合材料的力学性能提供理论指导。
三、研究内容和方法
1. 建立金属玻璃复合材料中塑性晶体相的数值模型，利用有限元方法模
拟其形态演化过程。
2. 采用实验手段，制备金属玻璃复合材料试样，通过显微镜观察样品中
塑性晶体相的形态演化过程。
3. 分析塑性晶体相形态演化的机理，探讨其与材料力学性能的关系。
四、预期成果和意义
1. 建立金属玻璃复合材料中塑性晶体相的形态演化数值模型，在深入理
解塑性晶体相形态演化过程的基础上，为材料力学强化提供理论支持。
2. 通过实验验证金属玻璃复合材料中塑性晶体相的形态演化，得到真实
可靠的实验结果。
3. 分析塑性晶体相形态演化的机理，为优化金属玻璃复合材料的力学性能提供指导，促进其在实际应用中的推广和应用。
块体金属玻璃本构关系及其多相结构的有限元分析
块体金属玻璃本构关系及其多相结构的有限元分析金属玻璃是通过快速冷却方法获得的非晶态合金,是一种区别于传统晶态金属合金的新型材料。
金属玻璃在原子排列上呈现出长程无序,短程有序的结构特点。
由于金属玻璃原子排列的特殊性,因此金属玻璃由于具有良好的物理、化学和力学性能,特别是在力学性能方面表现出高的压缩强度、高的断裂韧性、高的疲劳强度等。
但其在室温单轴拉伸或压缩时,大多数单相块体金属玻璃表现为无宏观塑性变形的脆性断裂,这严重制约着金属玻璃作为高强度工程材料的应用。
为了改善金属玻璃的室温塑性,人们参考晶体材料的塑性提高方法来提高金属玻璃的塑性。
比如:表面处理(轧制,喷丸,激光烧蚀表面等),热处理以及生成复合材料等来提高非晶的塑性。
由于晶体与非晶的结构不同,因此其微观变形机制也不同。
由于两者的微观变形机制不同,因此适用晶体材料可以提高塑性的方法,不一定对金属玻璃有效。
因此研究金属玻璃的变形机制和其对应的变形行为有非常重要的现实意义,对于提高金属玻璃的实验有着很重要的理论指导意义。
现有最流行的微观变形机制是Spaepen提出的自由体积理论。
自由体积理论将自由体积作为反映材料微观结构的微观变量。
金属玻璃的力学性能与其微观结构有着非常紧密的联系,因此不同的初始应力状态或初始自由体积分布对金属玻璃的力学性能的影响。
本文主要基于自由体积理论的微观变形机制建立金属玻璃的宏观本构关系并分析其多相结构变形行为。
从材料设计的角度理解则是,建立基于自由体积理论的本构关系,以自由体积为材料结构参数,以提高金属玻璃塑性或力学性能为目的的材料设计和材料计算。
研究金属玻璃本构关系及其多相结构变形行为,尤其是剪切带的形成和发展过程,对于提高金属玻璃及其多相复合材料的塑性有着非常重要的理论指导意义。
本文的主要研究内容包括以下三个方面:第一:基于Spaepen的自由体积理论,结合宏观变形准则(Drucker-Prager屈服准则),建立大块金属玻璃的弹塑性本构关系。
块状金属玻璃研究进展与应用
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１ 块 状 金 属玻 璃 的 研 究 进 展
１ １ 块 体 金属玻 璃 的研 究历史 ．
表 １ 块 状 金属 玻 璃 系列 及 报 道 年 份
合 金 系
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具有 较强 非 晶形成 能力 的多 组元 非 晶合 金 ， 制 备 出 并
Cu基块体金属玻璃的组织、热稳定性和力学性能研究
Cu基块体金属玻璃的组织、热稳定性和力学性能研究Cu基块体金属玻璃的组织、热稳定性和力学性能研究引言块体金属玻璃是一类具有非晶或胞内结晶组织的非晶态合金材料，其在制备工艺、组织结构和性能方面具有独特的特点。
Cu基块体金属玻璃是当前研究热点之一，其具有优异的热稳定性和力学性能，因此引起了广泛关注。
本文将探讨Cu基块体金属玻璃的组织特点、热稳定性和力学性能，并对其应用前景进行展望。
一、Cu基块体金属玻璃的组织特点Cu基块体金属玻璃具有非晶态或微胞内结晶的组织特点。
非晶态结构是指材料具有无规则的原子排列，呈现出均匀、各向同性的特征。
微胞内结晶是指材料中存在微米尺寸的胞内结晶区域，这些结晶区域插入在非晶矩阵中，并能够提高材料的强度和韧性。
Cu基块体金属玻璃的组织特点主要取决于材料的成分和制备工艺。
二、Cu基块体金属玻璃的热稳定性Cu基块体金属玻璃具有较高的热稳定性，可用于高温工作环境下的应用。
其热稳定性主要体现在两个方面：1. 熔化温度高：Cu基块体金属玻璃的熔点通常在600℃以上，较高于一般金属的熔点。
这意味着Cu基块体金属玻璃在高温下仍能保持稳定的非晶态结构。
2. 热膨胀系数低：Cu基块体金属玻璃的热膨胀系数通常在10^-6/K数量级，低于大多数金属。
这使得Cu基块体金属玻璃在高温下不易发生热应力，提高了其热稳定性。
三、Cu基块体金属玻璃的力学性能Cu基块体金属玻璃具有优异的力学性能，具体体现在以下方面：1. 高强度：Cu基块体金属玻璃的屈服强度通常可达到1000 MPa以上，比传统金属材料更高。
这是由于其非晶态结构和微胞内结晶区域的存在，使得材料具备较高的塑性变形能力和抗拉强度。
2. 良好的韧性：Cu基块体金属玻璃在强度的同时也具备较好的韧性，其断裂韧性值通常在50 MPa·m^1/2以上。
这意味着Cu基块体金属玻璃在承受冲击或载荷时能够有效抵抗断裂扩展，具备较好的抗疲劳性能。
四、Cu基块体金属玻璃的应用前景Cu基块体金属玻璃具有广阔的应用前景，在航空航天、汽车工业、能源领域等方面具有重要的应用价值。
Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成能力与力学性能的开题报告
Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成能力与力学性能的开题报告1. 研究背景金属玻璃是一种没有长程有序排列的金属结构，与晶态金属相比其具有许多独特的力学、热学、电学等性质。
随着合金材料的不断研究和发展，金属玻璃也得到了越来越多的关注。
特别是在高性能材料方面，金属玻璃的应用前景广阔。
Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃是一类新型的金属玻璃材料，具有优异的性能和前景。
其主要优点包括高强度、高韧性、高耐腐蚀性、高导电性等。
近年来，学者们已经开始关注Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的制备技术和性能研究。
本文旨在探究Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成能力与力学性能。
2. 研究目的本研究的主要目的是：（1）探究Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成能力；（2）通过对Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的硬度、韧性、强度等力学性能的测试，评估其力学性能。
3. 研究方法（1）制备Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃。
采用注射铸造的方法，在高压下将金属液注入预先准备好的铸型中，从而制备出Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃。
（2）利用X射线衍射分析、差热分析等技术对制备的Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃进行结构分析，探究其形成机制。
（3）采用万能试验机测试制备的Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的力学性能，如硬度、韧性、强度等。
4. 预期结果预期本研究可得到以下结果：（1）探究Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成机制，解释其形成能力。
（2）评估Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的力学性能，包括硬度、韧性、强度等。
（3）提出Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的应用前景，为其在材料领域中的进一步研究和应用奠定基础。
5. 研究意义Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃具有许多优秀的性能，包括高强度、高韧性、高耐腐蚀性、高导电性等。
研究其形成能力和力学性能，有助于深入了解其微观结构和性能，为其在材料领域的研究和应用提供科学依据。
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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铝基块体金属玻璃及其纳米复合材料的制备与性能研究
铝基块体金属玻璃及其纳米复合材料的制备与性能研究研制具有强玻璃形成能力(Glass-forming ability,GFA)的合金体系一直是金属玻璃领域的研究热点。
铝基非晶态合金具有高的比强度,且可保持良好的韧性,部分晶化后的纳米相复合材料,其性能进一步提高。
限制铝基非晶态合金应用的主要因素是其玻璃形成能力较差,尚未开发出块体金属玻璃(Bulk metallic glass, BMG)样品,仅可获得条带或粉末状非晶态样品。
因此,开展该类合金体系玻璃形成能力及块体样品成型工艺的研究对其作为工程结构材料的应用有重要意义。
本论文的主要研究目的之一是理解Al基合金玻璃形成能力的特性,基于对现有非晶结构模型和金属玻璃的中程有序结构模拟研究的理解,结合化学因素,尤其是电负性因素的影响以建立Al基非晶态合金强玻璃形成能力的模型判据,探索合金成分的设计准则,进而研发具有高玻璃形成能力的Al基非晶态合金。
另一个目的是利用气体雾化技术进行高玻璃形成能力A186Ni6y4.5Co2La1.5合金非晶态粉末的制备,并对该粉末的显微结构、热稳定性进行研究,分析不同冷却速度及氧含量对显微结构和初生相的影响。
同时开展A186Ni6y4.5Co2La1.5合金非晶态粉末的热压成型工作,对块体材料的显微结构及力学性能等进行表征,建立热压参数与块体材料性能的关系,研究块体非晶态铝合金的成型性及相关力学性能。
主要结论如下：(1)基于原子团簇有效密堆积建立的团簇稳定线模型可以较为准确地预测Al-TM-RE合金系具有最佳GFA的合金成分点,这种原子团簇的稳定堆垛形式可能与Al-TM-RE体系的实际结构相符合。
Al-TM-RE合金系中包含以TM为中心的团簇和以RE为中心的团簇结构单元,其中以TM为中心的团簇的存在有利于提高Al-TM-RE体系的GFA。
团簇类型和数量的不同将导致原子堆垛密度的变化,从而影响非晶内部结构的稳定性,进而影响GFA。
玻璃金属的性质、研究进展和应用
玻璃金属的性质、研究进展及应用摘要：玻璃金属是指金属在融化状态下急速冷却，由原来的晶体态转变为非晶体态具有金属的高强度性和超塑性。
玻璃玻璃金属在文章简要介绍了玻璃金属的性质、研究进展及应用。
关键词：玻璃金属、性质、研究进展、应用1.引言金属材料的应用和发展经历了漫长的岁月，在以往的几千年中，人类所使用的金属都是晶态材料。
1960年美国Clemen等人采用熔体急冷法制备出第一片只有20 mm厚的Au75Si25非晶合金(通常称为玻璃金属)薄片，预示着没有晶界的新型金属材料问世，开创了采用熔体急冷法制备非晶态合金的历史[1]。
2.性质普通的金属凝固时通常为构成原子按一定次序排列的结晶结构，即长程有序；而玻璃金属不是结晶结构，而是原子分散地呈非结晶凝固，即长程无序，短程有序。
正是这种非晶结构导致了不同金属不具有的性质[2]。
（1）原子排列长程无序，这导致玻璃金属的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）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。
从亚微观来看玻璃金属是均匀的固体，不存在晶粒和晶界，这一特点大大提高了玻璃金属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。
玻璃金属为非晶态结构，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。
（3）不稳定性，玻璃金属在热力学上是不稳定的，它有向晶态转化的趋势。
（4）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。
（5）优越的磁学性能。
（6）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.研究进展玻璃金属的发明和研究已经经历50多年了，半个多世纪以来，玻璃金属不但成为性能独特的新材料，同时也是研究材料科学和凝聚态物理中一些重要问题的模型体系。
金属玻璃调研报告
金属玻璃调研报告
金属玻璃是一种特殊材料，具有金属和玻璃两种材料的特性。
它的研发和应用都具有重要的意义。
本篇报告将对金属玻璃进行调研，并分析其特点和应用前景。
金属玻璃是一种非晶态材料，具有类似玻璃的无规则排列结构，同时也保留了金属的导电性、热传导性和塑性。
与晶态金属相比，金属玻璃在物理性能上有很大的差异。
首先，金属玻璃具有较高的硬度和抗划伤性能，能够抵抗较大的冲刷和磨损；其次，金属玻璃具有较低的比热容和热膨胀系数，具有良好的热稳定性；此外，金属玻璃还具有较高的电阻率和磁导率，可用作磁性和电磁材料。
金属玻璃具有广泛的应用前景。
首先，在制造业领域，金属玻璃可以制成高硬度、高韧性和高耐磨性的零件，如汽车发动机活塞环和切削工具；其次，在电子技术领域，金属玻璃可以制成磁性材料和传感器，并应用于电磁波屏蔽和电磁波吸收中；此外，在新能源领域，金属玻璃可以用于制造太阳能电池和锂离子电池，提高能量转化效率等。
然而，金属玻璃的制备技术和成本仍然是制约其应用的主要因素之一。
目前，制备金属玻璃主要有快速冷却法、溅射法和化学合成法等。
其中，快速冷却法是最常用的方法，通过快速冷却金属熔体，使其形成非晶态结构。
然而，该方法的工艺难度较大，设备和能源成本较高。
因此，如何提高制备效率和降低成本，是金属玻璃研发的一个重要挑战。
综上所述，金属玻璃作为一种特殊材料，在制备方法和应用方面都具有重要的意义。
随着制备技术的发展和成本的降低，金属玻璃有望在制造业、电子技术和新能源领域得到更广泛的应用。
金属玻璃的性质及其应用
金属玻璃的性质及其应用金属玻璃，是一种外形类似金属，但具有非晶态结构的材料。
它在物理和化学性质上具有很多特点，被广泛应用于各个领域。
本文将从金属玻璃的形成机制、结构特点、物理性质、化学性质以及应用等方面进行详细介绍。
一、形成机制金属玻璃是由于金属原子在快速过冷时无法形成晶体结构而形成的。
在晶态金属中，原子位置是有序的，呈现出有规律的排列。
但在过冷状态下，金属原子结合时无法形成规则的晶格，进而失去了其晶体性质。
而在这种状态下，金属原子之间形成的键能能够在非晶态结构中存续下来，形成一种新的材料——金属玻璃。
二、结构特点金属玻璃的结构特点与晶体金属完全不同。
它的原子排列是无序的、非周期性的，原子间距和结合角度无序且分布广泛。
这种无序结构会导致金属玻璃的缺陷密度较大，这些缺陷具有很好的机械可塑性，使金属玻璃有着良好的塑性和韧性。
三、物理性质金属玻璃具有很强的硬度和耐腐蚀性。
由于其无序的结构使得金属玻璃中的原子不易移动，同时结合键能较高，使其具有较高的硬度。
而金属玻璃的耐腐蚀性则是因为其表面没有晶粒，因此不易受到腐蚀。
与晶体金属相比，金属玻璃还具有较低的热导率和电导率。
这是因为金属玻璃中原子的排列方式不同于晶体，电子对的运动受到更多约束，导致其热导率和电导率较低。
四、化学性质金属玻璃的化学性质主要表现在其反应活性上。
由于其无序结构和较高表面缺陷密度，使得金属玻璃更容易发生化学反应。
此外，金属玻璃还具有一些特殊的性质。
例如，它的热膨胀系数极小，使得它在制造精细仪器和高精度元件时具有独特的优势。
另外，金属玻璃在反应过程中可能朝着多种不同的方向发展，这使得研究金属玻璃的反应机理具有较大的挑战性。
五、应用由于金属玻璃具有上述优秀的性质，因此在各个领域中都有着广泛的应用。
以下是几个重要的领域：1、储能装置。
金属玻璃的高硬度和韧性使其成为制造高效储能装置的理想材料。
2、材料制造。
由于金属玻璃的表面平整度高，因而适合制造高精度仪器和设备。
块状金属玻璃形成能力的研究与进展
收稿日期： ２００６－ ０１－ ０５ 基金项目： 福建省科技项目计划（ ２００２１０１８） ； 福建省自然科学基金资助项目（ Ｅ０３１００２１） 作者简介： 黄东亚， 男， １９７９ 年生， 硕士研究生， 华侨大学材料科学与工程学院， 福建 泉州 ３６２０２１， 电话： １３５９９１６８２９９，
验理论的指导下发现的判定块状金属玻璃形成能力的方法： ①用合金摩尔熔化热判定金属化能力判定金属玻璃形成能力； ③由于物理参数研究金属玻璃形成能力。探讨了热力学、动力学和合金
液体微观结构 ３ 个因素对金属玻璃形成能力的影响。最后指出， 块状金属玻璃形成能力的研究是一个比较复杂的问
表 １ ＢＭＧ 合金系的 Ｚ ｍａｘ 和 Ｒｃ 的平均变化及形成稳 定性（ ＣＰ Ｓ ）
Ｔａ ｂｌｅ １ Ｓ ａ ｍｐｌｅ ｓ ｍａ ｘｉｍｕｍ ｓ ｉｚｅ（ Ｚｍａｘ ） ， ｃｒｉｔｉｃａ ｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｒａ ｔｅ（ Ｒｃ） ａ ｎｄ ａ ｖｅ ｒａ ｇｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｓ ｔａ ｂｉｌｉｔｙ（ ＣＰ Ｓ ） ｅ ｔｃ． ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ＢＭＧ ａｌｌｏｙ ｓ ｙｓ ｔｅｍ
题， 应该在积累更多经验的同时致力于研究出一套严谨的理论。 关键词： 块状金属玻璃； 非晶合金形成能力； 微观结构
中图法分类号： ＴＧ１４１
文献标识码： Ａ
文章编号： １００８－ ５９３９（ ２００６） ０２－ ００１－ ０５
１引言
２ 金属玻璃形成能力的表征
非 晶 态 合 金 具 有 高 的 强 度 、硬 度 、耐 磨 性 、耐 蚀 性、超塑性及较好的软磁性等良好的性能。传统的非 晶态金属材料的制备只限于制造二维的丝带或条 带， 尺寸极限极大地限制了金属玻璃的应用。为了使 金属玻璃有更广泛的用途， 人们正致力于形成大块 非晶态金属的研究。因此， 大块金属玻璃的形成能力 就成为人们关注的焦点。关于块状金属玻璃的形成 能力， 国内外学者从各方面进行研究， 不过目前主要 还是通过实验方法总结出一些经验规律， 还没有严 格的数学和物理模型来表征其形成能力， 主要是从 热力学、物理化学以及微观结构等方面来分析金属 玻璃的形成能力及形成动力学。
Mg-Zn-Ca块体金属玻璃的力学性能与结构驰豫的开题报告
Mg-Zn-Ca块体金属玻璃的力学性能与结构驰豫的开题报告一、研究背景块体金属玻璃（Bulk Metallic Glass, BMG）因其高强度、优异的塑性变形能力、低的热胀和流变应力以及高的耐磨性等优秀特性受到了广泛的关注。
BMG由于其微观不规则结构，常常呈现出结构上的驰豫行为，因此其性能随时间的演化也变得更加复杂。
研究BMG的结构驰豫行为对于更好地了解其变形和失效机理，从而进一步提高其性能具有重要意义。
Mg-Zn-Ca合金作为一种潜在的BMG材料，具有较高的玻璃形成能力和生物相容性，因此引起了研究人员的广泛关注。
但与此同时，Mg-Zn-Ca合金的结构驰豫行为对其力学性能的影响尚未得到深入研究，这也是本研究的主要研究内容。
二、研究目的本研究旨在探究Mg-Zn-Ca块体金属玻璃的力学性能与结构驰豫之间的关系，具体包括以下几个方面：1. 制备不同含量的Mg-Zn-Ca合金玻璃样品，并通过XRD、DSC、TEM等手段对其微观结构进行表征，以了解其玻璃形成能力和驰豫行为；2. 利用压缩实验和拉伸实验等手段，对不同含量的Mg-Zn-Ca合金玻璃样品的力学性能进行测试，分析驰豫行为对其力学性能的影响；3. 基于金属材料塑性理论和非平衡热力学理论，探讨Mg-Zn-Ca合金玻璃的结构驰豫机理，并建立相应的理论模型。
三、研究方法和技术路线1. 制备不同含量的Mg-Zn-Ca合金玻璃样品：采用真空高频熔炼法制备不同含量的Mg-Zn-Ca合金玻璃样品，并通过XRD、DSC、TEM等手段对其微观结构进行表征；2. 测试不同含量的Mg-Zn-Ca合金玻璃样品的力学性能：利用万能材料试验机进行压缩实验和拉伸实验，并分析实验数据；3. 探讨Mg-Zn-Ca合金玻璃的结构驰豫机理：基于XRD、DSC、TEM等表征结果，结合金属材料塑性理论和非平衡热力学理论，建立相应的理论模型进行研究。
四、预期结果1. 成功制备出不同含量的Mg-Zn-Ca合金玻璃样品，并对其微观结构进行表征；2. 测试不同含量的Mg-Zn-Ca合金玻璃样品的力学性能，并分析驰豫行为对其力学性能的影响；3. 建立Mg-Zn-Ca合金玻璃的结构驰豫模型，并通过实验数据验证。
铁基块体金属玻璃腐蚀机理的研究的开题报告
铁基块体金属玻璃腐蚀机理的研究的开题报告
题目：铁基块体金属玻璃腐蚀机理的研究
一、论文背景
块体金属玻璃作为一种新型的金属材料，具有优异的物理、化学和力学性质，已广泛应用于各个领域。
然而，在实际应用中，块体金属玻璃的腐蚀问题成为了制约其应用的主要因素之一，特别是在酸性环境下其腐蚀性更加明显。
因此，深入研究块体金属玻璃的腐蚀机理以及寻找有效抑制腐蚀的方法具有重要的学术和实际意义。
二、研究目的
本研究旨在探究块体金属玻璃在酸性环境下的腐蚀机理，并从微观层次上分析其腐蚀过程中产生的内部应力和变形行为。
同时，通过模拟实验，寻找有效的抑制块体金属玻璃腐蚀的方法。
三、研究内容
1. 分析铁基块体金属玻璃在酸性环境下的腐蚀机理；
2. 对铁基块体金属玻璃进行微观形变分析，并研究其内部应力的演变规律；
3. 模拟实验，研究不同环境因素对铁基块体金属玻璃腐蚀的影响，并探究有效的抑制腐蚀的方法；
4. 对实验结果进行分析和总结，为进一步深入研究块体金属玻璃的腐蚀机理提供理论依据。
四、研究方法
1. 利用电化学法、腐蚀速率测试仪等手段对铁基块体金属玻璃进行腐蚀实验，并对实验结果进行分析；
2. 利用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段观察铁基块体金属玻璃样品的形态结构，分析其微观变形行为；
3. 利用数值模拟软件对铁基块体金属玻璃在不同环境因素下的腐蚀行为进行模拟分析。
五、论文意义
本研究将对块体金属玻璃在酸性环境下的腐蚀机理进行深入探究，有助于揭示块体金属玻璃的微观变形行为和内部应力演变规律。
同时，通过模拟实验，研究不同因素对块体金属玻璃腐蚀的影响，并提出有效的抑制腐蚀的方法，为实际应用提供理论依据。
Ni基大块金属玻璃开发与性能研究的开题报告
Ni基大块金属玻璃开发与性能研究的开题报告
1.研究背景
金属玻璃是指在深冷快速凝固过程中形成的非晶态金属材料，它具备优异的力学性能、腐蚀性能、磁性能等一系列优点，具有广泛的应用前景。
过去二十年中，工业上已经
成功生产了多种金属玻璃，如Zr、Ti、Be等。
而近年来，Ni基大块金属玻璃的开发也受到了越来越多的关注。
相比传统的Ni合金，在Ni基大块金属玻璃中，原子有更高的密度和更有序的排列结构，这使得它在力学性能、形状记忆效应等方面具备更高的优势。
因此，开发和研究Ni基大块金属玻璃具有重要的意义和价值。
2.研究目的
本研究旨在开发一种新型Ni基大块金属玻璃，并对其进行性能研究，以探究Ni基大块金属玻璃在材料领域的应用价值。
3.研究内容
（1）Ni基大块金属玻璃的制备：使用真空铸造、球磨等方法制备Ni基大块金属玻璃，并通过XRD等手段检测其非晶态结构。
（2）Ni基大块金属玻璃的力学性能表征：使用万能试验机、压痕等测试Ni基大块金
属玻璃的弹性模量、屈服强度、塑性形变等力学性质。
（3）Ni基大块金属玻璃的热学性能表征：使用热分析仪、差示扫描量热计等测试Ni
基大块金属玻璃的热膨胀系数、热导率、比热等性质。
（4）Ni基大块金属玻璃的腐蚀性能研究：使用电化学测试Ni基大块金属玻璃的腐蚀
性能。
4.研究意义
本研究可以为Ni基大块金属玻璃的制备和性能研究提供一定的理论和实验基础，为其在未来的工业应用提供重要支撑。
同时，通过研究Ni基大块金属玻璃的制备和性能，可以为类似材料的开发和应用奠定基础。
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块体金属玻璃的研究与应用姓名：李义锋1 概述块体金属玻璃的出现，使玻璃合金由过去单一的功能材料应用向集优异的物理、化学与力学性能于一体的功能性结构材料的跨跃成为可能；还为解决材料科学与凝聚态物理中若干重大科学问题提供了新的机遇。
金属玻璃是指金属合金的熔体在从高温冷却到熔点以下没有通过结晶的方式而直接被“冷冻”形成的固体。
虽然人类到目前为止对“冷冻”形成玻璃的过程还不清楚，但已知玻璃中的原子或分子排列如同它们在高温那样杂乱无章。
过去，人们要采用至少每秒10万度的冷却速度才能获得厚度为微米尺度的金属玻璃。
现在，通过成分设计及采用小于每秒100度的冷却速度能够获得厚度为毫米到厘米尺度的金属玻璃，即块体金属玻璃。
由于金属玻璃具有许多独特和优异的物理、力学和化学特性，因而在很多领域具有重要应用价值。
金属玻璃的形成机理和结构以及金属玻璃在物理、力学与化学方面的本征特性等一直是现代材料与凝聚态物理的重要研究课题。
2 块体金属玻璃的发展块体金属玻璃（bulk metallic glass）通常是指3维尺寸都在毫米以上的金属玻璃，20世纪70年代，陈鹤寿及其合作者用简单的吸铸法在相当低的冷速（103K ／s范围内）下制备出毫米直径的Pd－Cu－Si金属玻璃棒。
该体系是最先发现的块体金属玻璃体系。
20世纪80年代初，Turnbull和他的学生翟显荣采用一种叫助溶剂包裹的方法（Fluxing方法），制备出最大尺寸近厘米的PdNiP非晶合金。
随后用同样的方法又发现一系列毫米级Pd基，Pt基金属玻璃。
Pd基非晶合金具有很强的非晶形成能力，可以称之为第一代大块金属玻璃。
但是Pd，Pt都很昂贵，加上制备工艺复杂，难以工业化推广。
这类大块金属玻璃只能用于非晶物理的基础研究，应用价值较小。
但这项工作证明，在合金中可以获得大块金属玻璃材料。
寻找大块金属玻璃新体系的工作是相当艰苦的。
金属玻璃材料及物理的研究在20世纪80年代曾一度从热门变成冷门研究课题。
那时候，只有为数不多的研究组仍在这一领域坚持工作。
日本东北大学金属研究所的A.Inoue和美国加州理工学院的W.L.Johnson就是这类研究组。
到20世纪80年代末，Inoue等人终于取得突破．他们改变了过去重点关注从工艺条件来改进玻璃形成能力的方法和思路，而从合金的成分设计角度来提高合金系本身的玻璃形成能力，即通过多组元合金混合来提高合金系本身的玻璃形成能力。
他们采用金属模浇铸（metal mold casting）方法系统评估一系列由过渡金属组成的多组元合金玻璃形成能力，获得了La－Al－Ni－Cu，Mg－Y－Ni－Cu，Zr－AL－Ni－Cu等具有很强玻璃形成能力的第二代块体金属玻璃体系（呈直径为1—10mm的棒状、条状）。
在此基础上，1993年，Johnson等人通过掺金属Be的方法，发现了玻璃形成能力超强的Zr－Ti－Cu－Ni－Be合金系．以Zr基大块金属玻璃为代表的第二代金属玻璃，由常用金属元素组成，其形成能力接近传统氧化物玻璃，尺寸最大达直径8cm，最低临界冷却速率低于1K／s。
值得一提的是，在金属玻璃材料和物理发展过程中，中国人做出了重要贡献。
早在1960年代，在Pd基、Pt基金属玻璃研制、特性及物理性能研究中，陈鹤寿、翟显荣做出了许多开创性工作。
陈采用助溶剂包裹的方法发现了一系列非晶合金。
Pd 基金属玻璃至今仍是非晶形成能力最好的体系之一，被广泛用于研究非晶物理和材料科学中的一些基本问题。
此外，张涛作为Inoue的学生在第二代块体金属玻璃发现工作中做出了重要贡献。
中国科学院物理研究所王文魁在高压下非晶的晶化和制备方面做出了原创性工作。
近年来，我国对块体金属玻璃的研究取得了令人瞩目的进展。
块体金属玻璃的研究先后获得过多项国家自然科学基金项目、国家重点基础研究发展计划项目和国家高技术研究发展计划项目的重点支持，此外，军工部门也设立了相关的项目．中国科学院物理研究所在国家自然科学基金委的建议和资助下，于2001年召开了国内第一届块体金属玻璃研讨会，参会人员有10余人，这次会议对块体金属玻璃在中国的发展起到重要的推动作用。
之后，每年都有块体金属玻璃研讨会。
2003年和2007年在北京成功举办了第三届和第六届“块体非晶态合金国际会议”。
2006年，中国材料研究学会成立了非晶态合金专业委员会，推动了金属玻璃研究在我国的进一步开展．近年来，我国科学家在金属玻璃的基础研究与合金发展领域做出了一些有影响的工作。
3 块体金属玻璃的制备方法有研究者曾试图通过粉末冶金( 包括机械合金化) 方法, 把金属玻璃粉末在粘滞流变温度区间热压成块体金属玻璃, 不仅存在许多技术难题, 而且所制备的块体材料在纯度、致密度、尺寸和成形等方面受到很大的限制。
因此, 这里只讨论采用合金近快速凝固的方法制备块体金属玻璃。
在合金组元及其含量配比确定的条件下, 采用合金熔体快速凝固方法制备金属玻璃块体材料的关键是熔体的冷却速度、熔体中的预存晶核和冷却介质( 例如坩锅、模具) 引起的异质形核。
另外, 合金元素的杂质含量也起很大作用。
目前绝大多数制备块状金属玻璃的熔体冷却速度都是在近快速凝固( 冷却速度< 103K/ s ) 的冷却条件下进行的。
由于熔体中的预存晶核和冷却介质引起的异质形核可以通过适当的工艺处理得到缓解和控制, 核心问题还是冷却速度。
常见的制备块体金属玻璃的主要方法有如下几种。
（一）熔体水淬法：选择合适成分的母合金放入石英管中, 在真空( 或保护气氛) 中, 使母合金加热熔化, 然后进行水淬, 所得到非晶合金棒材表面光亮, 有金属光泽。
此方法操作简便, 但有一定的局限性, 对于那些与石英管壁有强烈反应的合金熔体不宜采用此方法。
例如Mg-Cu-Y 非晶合金就不能采用水淬制备。
另外, 熔体冷却效果不如水冷铜模高。
目前Pd-Cu-Ni-P 合金经过熔体净化处理水淬得到的非晶最大尺寸为72mm。
（二）铜模吸铸法：该方法是制备金属玻璃块体材料通常采用的方法。
待母合金熔化后, 将熔体从坩锅中吸铸到水冷铜模内, 形成具有一定形状和尺寸的块体材料。
母合金熔化的方式可采用感应加热或电弧熔炼方法。
为减少铜模内腔引起的异质形核, 可对模具内腔表面做特殊处理。
应用此方法时, 经常会遇到一个难以解决的问题, 就是合金熔体在铜模中快速凝团而出现样品表面收缩现象, 造成样品与模具内腔形成间隙, 从而导致样品冷却速率下降, 或者样品表面不够光滑。
（三）熔体喷铸与真空吸铸相结合的制备技术：熔体喷铸与真空吸铸结合的制备技术, 其设备是由上下两个真空腔体组成, 中间隔离密封, 上腔体内中频加热熔化母合金, 下腔体内放水冷铜模、处于高真空状态。
在合适的温度下, 在坩锅熔体上方引入保护气体, 使熔体上方瞬间受到气体吹赶, 下方受到高真空吸铸强制作用, 熔体快速喷入( 水冷) 铜模中。
由于强制吹赶和吸铸, 不仅熔体能得到较大的冷却速度, 而且熔体对模具成形有较好的充填性, 制备板、棒和其它异型件均填充得完好。
另外, 由于模具冷却效果好, 样品尺寸也可做得大一些。
（四）压铸法：制备样品的母合金熔化后, 在一定的压力和速度下将合金熔体压入金属模型内腔, 该方法的特点是液态金属充填好, 可以直接制作较复杂形状的大尺寸的金属玻璃零部件。
但这种工艺技术较前几种方法难度大些, 技术较为复杂。
目前用该法制备的Mg 基非晶合金试棒尺寸为9mm。
（五）定向凝固铸造法：采用这种方法要控制定向凝固速率和固/液界面前沿液相温度梯度, 而定向凝固所能达到的理论冷却速度可通过这两个参数乘积估算, 这种方法适于制作截面积不大但比较长的样品。
（六）磁悬浮熔炼铜模冷却法：熔体与坩锅壁无接触或软接触, 熔体温度可通过非接触方式测量, 熔体在合适温度喷吹到下部铜模中。
该法的优点是熔体不与坩锅壁接触或软接触, 避免了淬态异质形核, 有利于玻璃形成,不足之处在于受到悬浮能力的限制, 只能制备比较小的样品。
Mg 基和Zr 基合金可以做出直径为4mm 试棒, 或4mm-6mm 截面的板状完全非晶样品,进行各种力学性能实验。
（七）以金属玻璃为基复合材料的制备方法：一般金属玻璃缺乏塑性, 室温延伸率很低( <1% ) 。
为了调整和改善金属玻璃的综合性能, 以金属玻璃为基的复合材料制备成为当前金属玻璃研究的热点。
关于金属玻璃复合材料的制备, 一般有内生复合相和外加复合相两种, 而金属玻璃内生复合相也有两种不同的制备方法和不同的形成机理。
一种为对块状金属玻璃进行部分晶化处理, 在非晶基础上析出细小而均匀的初晶析出相;另一种为在熔体冷却过程中控制冷却条件, 制备出在非晶基体上析出细小的晶体颗粒强化相, 或经过原位反应形成金属玻璃复合材料。
外加复合强化相一般也有两种: 一种为加入W、WC、S iC 等增强颗粒, 以增强金属玻璃强度、耐磨等性能; 另一种为玻璃复合W 丝束、钢丝束等纤维增强材料, 以探索一些工程上的特殊应用。
在研究非晶复合材料过程中要特别重视熔体与强化相之间的润湿性和液/固界面的交互作用,以提高复合相结合强度。
（八）金属玻璃合金丝和管的制备：Zhang 与Inoue 提出制备非晶合金丝比较好的方法是改进的旋转盘铸造法, 在铜旋转盘靠近边缘处做截面为半圆形的沟槽, 熔体在一定压力下喷铸到旋转盘上的沟槽里。
已做成Zr-Al-Ni-Cu非晶合金丝, 直径为0.5mm~ 1.5mm。
Zhang 等采用模具旋转离心铸造法, 制备出表面光滑、壁厚均匀的直径为25mm、壁厚1.5mm、高15mm 的Zr 基金属玻璃管材。
上述制备块体金属玻璃的方法各有特点和利弊。
各种方法归纳起来可重点考虑三个方面, 即母合金熔炼、熔体导流和熔体冷却方式。
依据各自需要, 可能考虑采用不同技术, 但是冷却方式基本为水冷或( 水冷) 铜模冷却。
由于受到冷却介质热传导的限制, 熔体只能具有一定的冷却速度, 如果需要提供更大的冷却速度, 只有改变冷却介质才是可行途径。
由于非晶合金基体复合各种粒子或纤维的制备技术较为复杂, 在基体形成非晶结构的同时, 应着重考虑强化相与非晶基体的润湿结合问题。
4 块体金属玻璃的性能特征及应用大块非晶合金有着与传统的晶态合金明显不同的力学性能, 在Mg 基、La 基、Pd 基、Zr 基、Ti 基和Fe 基等合金中已证实, 这些非晶态合金比传统的晶态合金有更高的抗拉强度、硬度和更低的杨氏模量。
例如, 在Zr55Al15Ni10 Cu20 合金系中, 抗拉强度高达1850GPa, 杨氏模量为90GPa 。
另外,在屈服强度、疲劳强度等性能方面, 非晶合金也占有优势。
现已证明, Zr 基大块非晶合金是一个具有多种高的力学性能组合的合金、它同时具有高的抗拉强度、高的屈服强度、高的断裂韧性、高的冲击断裂能、高的疲劳强度、好的铸造性能 的切削加工性能和高的耐蚀性。