非晶材料文献综述

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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。

非晶合金研究现状及应用发展综述

非晶合金研究现状及应用发展综述摘要：本文综述了块体非晶合金材料研究发展的历史和现状。

介绍了主要的非晶合金体系发展状况，并从块体非晶合金材料形成的成分与结构条件、热力学条件和动力学条件等方面阐述了块体非晶合金形成和稳定存在的机制。

较全面地列出并介绍了目前块体非晶合金材料的制备方法及其特色，并总结了非晶合金的性能特征和应用现状。

关键词：非晶合金；性能；应用；制备方法0 引言非晶态合金是指不具有长程有序但短程有序的金属合金,又由于其具有金属合金的一些特性,故它们也被称为玻璃态合金或者非结晶合金，属于非晶态材料中新兴的分支【1】。

与晶态合金相比，非晶合金具备许多优异性能，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等。

块体非晶合金材料的迅速发展，为材料科研工作者和工业界研究开发高性能的功能材料和结构材料提供了十分重要的机会和巨大的开拓空间。

1.非晶合金的结构综述非晶态合金的结构自从20世纪60年代发现首个Au-Si非晶态合金以来【2】,非晶态合金的原子结构就是人们关注的焦点,提出了多种非晶态合金结构模型,主要有:硬球无规密堆模型、微晶模型、连续无规网格模型、FCC/HCP密堆团簇堆积模型。

1.非晶合金的性能及应用非晶合金与普通钢铁材料相比，有相当突出的高强度、高韧性和高耐磨性。

根据这些特点利用非晶态材料和其它材料可以制备成优良的复合材料，也可以单独制成高强度耐磨器件。

在日常生活中接触的非晶态材料已有很多，如用非晶态合金制做的高耐磨音频视频磁头在高档录音、录相机中的广泛使用；把块体非晶合金应用于高尔夫球击球拍头和微型齿轮中；采用非晶丝复合强化的高尔夫球杆、钓鱼杆已经面市。

非晶合金材料已广泛用于轻、重工业、军工和航空航天业，在材料表面、特殊部件和结构零件等方面也都得较广泛的应用。

2.1部分应用场景（1）非晶态的力分布传感器非晶态合金因无结晶结构，故不存在晶界这样一些局部显示机械强度小的地方，所以具有高强度、高硬度的特性；原子是无序超密结构，所以电阻率高，使之制成器件工作时铁损小；无磁晶各向异性，对外部磁场变化敏感，所以检测磁变化灵敏度高：由于不存在结晶缺陷、晶界，所以耐蚀性好。

非晶材料文献综述

本科生毕业设计（论文）文献综述文献综述题目：Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能姓名：孙驰学院：材料学院班级：04320701指导教师：程焕武Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能文献综述1.非晶合金1.1非晶合金概述非晶合金材料是20世纪后期材料学领域发展迅速的新型材料，是亚稳金属材料的重要组成部分。

从组成物的原子模型考虑，物质可分为两类：一类为有序结构，另一类为无序结构。

晶体为典型的有序结构，而气态，液态和非晶态固体都属于无序结构。

在非晶体中的原子，分子的空间排列不呈现周期性和平移对称性，晶态长程有序受到破坏，知识由于原子间的相互关联作用，使其在几个原子间距的区间内仍然保持着有序特征，即具有短程有序，人们把这样一类特殊的物质状态统称为非晶态[1]。

非晶合金长程无序但短程有序，是指原子在空间排列上不呈周期性和平移对称性，但在1-2nm的微小尺度内，与近邻或次近邻原子间的键合具有一定的规律性。

短程有序可分为化学短程有序和几何短程有序。

化学短程有序是指合金元素的混乱状态，即每个合金原子周围的化学成分与平均成分不同的度量；几何短程有序包括拓扑短程序和畸变短程序。

非晶合金的微观结构与液态金属相似，但又非完全相同，液态金属的短程有序范围约为4个原子间距，而非晶合金约为5-6个原子间距，前者中原子可以做大于原子间距的热运动，后者的原子主要做运动距离小于一个原子间距的热运动。

非晶合金结构特征可以用径向分布函数RDF（r）=4πr2ρ（r）加以描述。

它表示以某个原子为中心，在半径r，厚度为d（r）的球壳内的平均原子数。

非晶合金的RDF（r）上出现清晰的第一峰和第二峰，没有可分辨的其它峰出现。

在X射线衍射谱上，不存在晶体所特有的尖锐衍射峰，而是出现宽展的馒头峰。

它的电子衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，不存在表征晶态的任何斑点和条纹[2]。

1.2非晶合金与块状非晶合金的发展历史历史上第一次制备出非晶的是Kramer于1938年利用蒸发沉积的方法实现的，此后不久，Brenner等声称用电沉积法制备出了Ni-P非晶合金。

毕业论文-参考论文-综述类-非晶泡沫

分类号编号烟台大学毕业论文（设计）非晶态合金泡沫材料的制备及性能Preparation And Properties of Amorphous Metallic Foam申请学位：工学学士学位院系：环境与材料工程学院专业：材料科学与工程姓名：王善娜学号：200682502326指导老师：赵相金2010年 6 月 1 日烟台大学非晶态合金泡沫材料的制备及性能姓名：王善娜导师：赵相金2010年 6 月 1 日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：环境与材料工程学院摘要非晶态合金泡沫材料是近几年发展起来的功能结构一体的新材料，它结合了非晶合金和多孔材料的多种优良性能，已经在航天航空、武器装备、通信、能源等多个行业得到了广泛应用。

非晶态合金泡沫材料的制备是从2003年开始的，至今为止，已经出现了多种方法，包括最初发展的液相发泡法、空心碳球熔渗法、渗透烧结和盐滤法以及近几年的快速压铸渗流法等等。

非晶态合金泡沫材料具有轻质、高比强度、高吸收冲击性能，以及吸声、散热、隔热、减振、阻尼、阻燃、电磁屏蔽等多种特性。

本文的研究内容包括：（1）综合近几年国内外非晶态合金泡沫材料的研究理论及成果，对非晶态合金泡沫材料的制备方法进行详细介绍，包括发泡法、空心碳球熔渗法以及渗透烧结BaF2和盐滤的方法；（2）对非晶态合金泡沫材料的性能做概括总结，包括机械性能、声学性能以及能量吸收特性；(3)对非晶态合金泡沫材料制备方法的不足进行总结，并分析今后非晶态合金泡沫材料制备方法的研究发展以及结构性能以及功能性能的平衡和应用。

相信随着理论与工艺的逐步完善，非晶态合金泡沫材料的制备技术将会越来越成熟，其应用将会更为广泛。

关键词：非晶态合金泡沫材料；发泡；熔渗；烧结和盐滤；机械性能Amorphous metallic foam is a kind of developing new functional and structural materials in recent years, which combines a variety of excellent performances of amorphous and porous materials, and now it has been widely used in aerospace, weapons, communications, energy and other industries. Preparation of amorphous metallic foam was started in 2003, and there have been a variety of methods so far, including the liquid foaming method, low-pressure melt inﬁltration of the bulk metallic glass-forming alloy into a bed of hollow carbon microspheres, the salt replication method by inﬁltration of a sintered salt pattern and pattern removal，and the melt infiltrating casting and so on. Amorphous metallic foam has the properties of lightweight, high specific strength and high impact absorption properties, as well as sound absorption, heat insulation and other features.This article will make a comprehensive summary of the theory and study results both of domestic and abroad in recent years, and introduce three typical methods in detail; In addition, it will also summarize the performance of amorphous metallic foam, including mechanical properties, acoustic properties and energy absorption characteristics；At last, the study of amorphous metallic foam is still imperfect and need further development. We believe that with the gradual improvement of theory and process, the preparation of amorphous metallic foam will be acting more mature and its application will be more widely.Key words:Amorphous metallic foam; foaming; infiltration; sintering and salt filtering; mechanical properties摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 非晶态合金 (1)1.1.1 非晶合金的发展 (1)1.1.2 非晶合金形成理论 (2)1.1.3 非晶合金制备方法 (4)1.1.4 非晶合金的性能 (5)1.2 泡沫金属材料 (7)1.2.1 泡沫金属材料的发展 (7)1.2.2 泡沫金属材料的结构特征 (8)1.2.3 泡沫金属材料的制备方法 (8)1.2.4 泡沫金属的性能及应用 (10)1.3 非晶态金属泡沫材料的研究发展及国内外现状 (11)1.4 选题意义及研究内容 (12)第二章非晶态合金泡沫材料的制备 (13)2.1 前言 (13)2.2 发泡法 (13)2.2.1 实验原理 (13)2.2.2 实验步骤 (15)2.2.3 实验结果 (17)2.3 空心碳球熔渗法 (18)2.3.1 实验步骤 (19)2.3.2 实验结果 (19)2.4 渗透烧结BaF2和盐滤法 (21)2.4.1 实验步骤 (21)2.4.2 实验结果 (22)2.5 本章小结 (25)第三章非晶态合金泡沫材料的性能 (26)3.1 前言 (26)3.1.1 机械性能 (26)3.1.2 能量吸收 (26)3.1.3 声学性能 (27)3.2 Pd42.5Cu30Ni7.5P20非晶态合金泡沫材料的性能 (27)3.3 本章小结 (30)第四章结论 (32)致谢 (34)参考文献 (35)非晶态合金泡沫材料的制备及性能第一章绪论1.1 非晶态合金1.1.1 非晶合金的发展长期以来人们所使用的材料都是晶态的金属及其合金。

研究非晶合金材料的制备及性能

研究非晶合金材料的制备及性能非晶合金材料是近年来新兴的一种高性能材料，其具有许多独特的力学、热学、磁学、化学等性质，既结合了晶态金属的优良性能，又克服了其缺点，具有广泛的应用前景。

本文将从制备、性能两个方面探讨非晶合金材料的研究进展及未来发展趋势。

一、非晶合金材料的制备非晶合金材料制备的关键在于快速冷却技术，常用的制备方法有快速淬火、溅射法、电渣焊等。

其中最常用的是快速淬火法，该方法在实际生产中应用广泛，通过快速冷却液态金属，使原子之间没有足够时间去排列成晶体结构，从而形成非晶结构。

在制备过程中，需要注意合金成分的设计，不同元素含量的调整可以改变合金的物理、化学和力学性质。

同时，也需要考虑制备温度、冷却速度等参数的优化，以获得理想的非晶微结构和性能。

二、非晶合金材料的性能目前，非晶合金材料的主要应用领域包括磁记录媒体、生物医学材料、力学零件等多个领域。

这些应用领域都需要非晶合金材料具备高强度、高硬度、高韧性、高耐磨性、高腐蚀性等性能。

1. 强度和硬度非晶合金材料结构特殊，具有非常高的原子密度和原子秩序度，从而显著提高其力学性能。

研究表明，非晶合金材料的拉伸强度和硬度分别相比相应晶态合金材料提高了1.5-2倍和2-4倍。

2. 耐腐蚀性非晶合金材料的非晶微结构可以有效地防止氧化和腐蚀，同时具备抗疲劳裂纹扩展的优良性能。

因此，非晶合金材料在海洋工程、飞行器、汽车等领域具有广泛应用。

3. 生物医学应用非晶合金材料还具有生物相容性好、耐磨损、抗氧化、抗菌等性能，因此被广泛应用于生物医学材料领域。

例如人工骨、生物片等材料都可以采用非晶合金材料制备。

三、非晶合金材料的未来发展方向1. 材料多元化目前，非晶合金材料的研究多集中在铁基、镍基、铜基合金，未来的研究方向应该是发掘新的元素、合金体系，将非晶合金材料研究多元化。

2. 复合材料的制备利用非晶与非晶或非晶与晶态材料形成的共晶体系，制备复合材料，可以充分发挥不同材料的性能，具备更多的应用领域。

非晶合金研究综述

非晶态合金研究现状及发展前景综述[摘要]：概述了非晶态材料的发展历史及该领域的最新研究进展,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了大块非晶合金的形成机制。

介绍了非晶合金的制备方法,并比较了其产业化的可行性。

同时综述了大块非晶合金优异的性能和应用前景。

[Abstract]：An overview of the latest research progress in the history of the development of non crystalline material and the field, and the formation mechanism of bulk amorphous alloys was expounded from the aspects of component structure condition, thermodynamic conditions, dynamic conditions etc.. Introduced the preparation method of amorphous alloy, and the feasibility of its industrialization. The properties and application of bulk amorphous alloys with excellent and review.1.引言非晶态合金是指不具有长程有序但短程有序的金属合金，又由于其具有金属合金的一些特性，故它们也被称为玻璃态合金或者非结晶合金，属于非晶态材料中新兴的分支[1]。

非晶态合金长程无序但短程有序，是指原子在空间排列上不呈周期性和平移对称性，但在1～2nm的微小尺度内与近邻或次近邻原子间的键合(如配位数、原子间距、键角和键长等参量)具有一定的规律性。

短程有序又可分为化学短程有序和几何短程有序。

非晶材料的研究和发展

非晶材料的研究和发展非晶材料，俗称玻璃态材料，是相对于结晶材料而言的一类材料。

它们在物理性质和化学性质上与传统的结晶材料有很大的不同，如硬度、导电性、热膨胀系数等。

与此同时，非晶材料还具有较好的加工性能和韧性，在实际应用中拥有广泛的应用前景。

近年来，随着新型功能材料的需求不断增加，非晶材料的研究和发展也取得了许多重要进展。

下面，本文将对非晶材料的研究和发展进行全面的介绍。

一、非晶材料的类型非晶材料按照其形成途径可以分为两类：一类是液态淬火形成的非晶态材料，即传统的金属玻璃和高分子玻璃；另一类是物理气相沉积、溅射和离子束淀积等方法制备的非晶材料，即非晶合金、非晶碳材料和非晶氮化物等。

在这些非晶材料中，非晶合金是其中应用最为广泛的一类。

二、非晶材料的发展历程非晶材料的研究和发展始于20世纪50年代。

最初，科学家们通过快速冷却液态材料制备出了金属玻璃。

随着研究的不断深入，人们发现非晶材料不仅可以用金属制备，还可以用其他材料（如高分子材料、陶瓷材料等）制备。

在20世纪80年代初期，日本和欧美国家先后建立了非晶合金的研究机构，分别进行基础理论研究和产业化研究。

近年来，非晶材料的利用已经逐渐扩展到了电子、汽车、军工、生物医学等领域。

三、非晶材料的优缺点非晶材料的性质具有多样性，其广泛应用得益于其优良的物理和化学性能。

首先，非晶材料具有较高的硬度和强度，可以用于制造高强度结构组件。

其次，非晶材料导电性良好，可以用于制造电子器件。

此外，非晶材料还具有较好的耐腐蚀性能和高温稳定性能。

其缺点在于，由于非晶态材料的结构比较紧密，容易发生塑性变形，因而加工难度较大。

四、非晶材料的应用领域非晶材料现在已经得到了广泛的应用。

在硬盘存储器件、变频器电容、汽车减震器、医疗器械和实验室用具等方面都有非晶材料的身影。

其中，应用最广泛的是非晶合金材料。

此外，在太阳能电池领域和燃料电池领域也有重要应用，并且这些领域应用的前景非常广阔。

非晶态金属材料综述

非晶态金属材料一，非晶态金属材料非晶态金属材料是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。

大部分金属材料具有很高的有序结构，原子呈现周期性排列（晶体），表现为平移对称性，或者是旋转对称，镜面对称，角对称（准晶体）等。

而与此相反，非晶态金属不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序（中程有序正在研究中）。

一般地，具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”，所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。

制备非晶态金属的方法包括：物理气相沉积，固相烧结法，离子辐射法，甩带法和机械法。

二，非晶态金属的特点由于传统的金属材料都以晶态形式出现。

但这类金属熔体，由于极快的速率急剧冷却，例如每秒钟冷却温度大于100万度，冷却速度极快，而高温下液态时原子呈无序状态，因被迅速“冻结”而形成无定形的固体，此时这称为非晶态金属；由于其内部结构与玻璃相似，故又称金属玻璃。

这种材料强度和韧性兼具，即强度高而韧性好，一般的金属在两点上是相互矛盾的，即强度高而韧性低，或与此相反。

而对于非晶态金属，其耐磨性也明显地高于钢铁材料。

非晶态金属还具有优异的耐蚀性，远优于典型的不锈钢，这可能是因为其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时由于其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶粒、晶界和缺陷，所以不易产生引起电化学腐蚀并且非晶态金属还具有优良的磁学性能；由于其电阻率比一般金属晶体咼，可以大大减少涡流损失，低损耗、咼磁导，故使其成为引人注目的新型材料，也被誉为节能的“绿色材料”。

另外，非晶态金属有明显的催化性能；它还可作为储氢材料。

但是非晶态合金也有其致命弱点，即其在500度以上时就会发生结晶化过程，因而使材料的使用温度受到限制。

还有其制造成本较高，这点也限制非晶态金属广泛应用。

三，非晶态金属的制备方法1•液体急速冷却法液体急冷法有双轮涡凹法、旋转液体中有喷射法、喷雾法、电弧法、火焰法和枪法等多种，较为常见的是前三种。

非晶态材料的结构与性能研究

非晶态材料的结构与性能研究一、引言非晶态材料作为一种具有无序结构的材料，近年来受到了广泛的关注和研究。

非晶态材料具有许多优异的性能，例如高强度、高韧性和优良的耐腐蚀性。

本文旨在探讨非晶态材料的结构和性能的相关研究。

二、非晶态材料的结构非晶态材料是指没有长程有序结构的材料。

与晶态材料不同，非晶态材料的原子或分子排列呈现出无规则的、无周期性的结构。

这种无序结构是由于非晶态材料在制备过程中快速凝固，没有足够的时间让原子或分子按照固定的顺序排列。

然而，非晶态材料仍然具有一些局部有序结构。

例如，堆垛有序和中程有序结构可以在非晶态材料中观察到。

这些有序结构呈现出周期性，但范围较短，无法延伸到整个材料体积。

三、非晶态材料的性能1. 高强度和高韧性：非晶态材料具有非常高的强度和韧性。

由于其无固定的晶格结构，非晶态材料的原子或分子之间的相互作用更为均匀，无缺陷的晶格边界也不会对力学性能产生负面影响。

2. 优良的耐腐蚀性：由于非晶态材料的无序结构，其表面没有晶体的缺陷，因此非晶态材料具有很好的耐腐蚀性。

此外，非晶态材料的原子或分子之间的相互作用更均匀，也降低了与化学物质的反应。

3. 低温变形能力：相较于晶态材料，非晶态材料在低温下更容易形变。

由于缺乏晶界结构，非晶态材料具有更广阔的变形温度范围和更高的塑性。

四、非晶态材料的制备方法非晶态材料可以通过多种方法制备，常见的方法包括物理气相沉积、溶胶-凝胶法和快速冷却法。

1. 物理气相沉积：这种方法通过在气体氛围中将原子蒸发或溅射到基底上，通过凝结过程使其形成非晶态结构。

这种方法可以实现高度定制的薄膜制备。

2. 溶胶-凝胶法：通过将溶液中的原子或分子转变成凝聚态来制备非晶态材料。

这种方法适用于块状材料和薄膜的制备。

3. 快速冷却法：通过快速冷却原子或分子以阻止其有序排列，从而形成非晶态结构。

这种方法可以制备出具有良好非晶态结构的块状材料。

五、非晶态材料的应用非晶态材料由于其独特的结构和优异的性能，在多个领域有着广泛的应用。

非晶态材料历史论文

非晶态材料历史论文从古至今，人类对于材料的研究始终没有停止过。

随着科学技术的不断发展，人们对于材料性质的认识也逐渐深入，非晶态材料便成为了研究的热点之一。

非晶态材料是一种不规则的、无序的材料结构，其具有许多独特的物理、化学性质，因此受到了广泛的关注。

早在古代，人们就已经开发并利用了一些非晶态材料，比如玻璃和陶瓷。

然而，对于非晶态材料的认识直到近代才有了更深入的发展。

20世纪50年代，研究人员通过对金属玻璃的研究，开始对非晶态材料做更深入的探索。

此后，随着对非晶态材料研究的深入，人们对于其性质和应用也有了更深入的认识。

在材料科学领域，非晶态材料被认为是一种有着巨大潜力的材料。

与晶态材料相比，非晶态材料具有更高的硬度、更好的耐腐蚀性能和更好的导电性能等优点，因此在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。

比如，非晶态材料被广泛应用于生产具有高硬度和抗磨损性能的刀具和汽车零部件等制造领域。

随着人们对于非晶态材料的认识不断深入，人们也在不断开发新的非晶态材料，以拓展其在材料科学和工程领域的应用。

与此同时，现代科学技术的发展也为非晶态材料的研究提供了新的手段和方法，使得人们对于非晶态材料的研究变得更加深入和系统。

总的来说，非晶态材料的研究历程是一个不断深入、不断发展的过程。

随着科学技术的不断进步，相信非晶态材料在未来会有更广泛的应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。

非晶态材料的研究和应用领域在不断扩展。

在能源领域，非晶态材料被用于制造高效的太阳能电池和锂离子电池，其优越的导电性能和充放电循环性能使得电池的性能得到了极大的提升。

在电子领域，非晶态材料被广泛应用于生产高性能的芯片、存储器件和显示屏等电子产品，为信息科技的持续发展提供了坚实的基础。

此外，非晶态材料还被应用于医疗领域。

其生物相容性良好，因此被用于制造人工关节、植入式医疗器械和药物传输系统等。

在航空航天领域，非晶态材料也被广泛应用于制造航天器件和航空材料，因其轻量化、高强度和耐高温性能，有望推动航空航天技术的发展。

非晶态材料的性质及应用

非晶态材料的性质及应用摘要:本文主要对非晶态材料的概念和基本特点作了简要的阐述，并全面介绍了非晶态材料优异的物理，化学性能与应用。

关键词:非晶态材料性能应用一、非晶态材料的基本概念和基本性质1、非晶态材料的基本概念非晶态材料是材料科学中一个广阔而又崭新的领域。

自然界中，物质存在着三种聚集状态，即气态、液态、固态。

固态物质又有两种不同的形式存在，即晶体和非晶体。

在晶体中原子、分子或离子在三维空间进行有规律的周期性排列。

与此相反，有些物质的原子或离子并没有规律和周期性，是无序排列，这种物质称为非晶态物质“非晶态”的概念在人们的头脑里是相对于“晶态”而言的。

金属和很多固体，它们的结构状态是按一定的几何图形、有规则地周期排列而成，就是我们曾定义的“有序结构”。

而在非晶态材料的结构中，它只有在一定的大小范围内，原子才形成一定的几何图形排列，近邻的原子间距、键长才具有一定的规律性。

例如非晶合金，在15～20 范围内，它们的原子排列成四面体的结构，每个原子就占据了四面体的棱柱的交点上。

但是，在大于20 的范围内，原子成为各种无规则的堆积，不能形成有规则的几何图形排列。

因此，这类材料具有独特的物理、化学性能，有些非晶合金的某些性能要比晶态更为优异。

2、非晶态材料的基本性质(1)各向同性。

非晶态材料各个方向的性质，如硬度、弹性模量、折射率、热膨胀系数、导热率等都是相同的。

各向同性是材料内部质点无序排列而呈统汁均质结构的外在表现。

(2)介稳性。

玻璃是由熔体急剧冷却而得，由于在冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及进行有规则的排列，系统的内能尚未处于最低值，因而处于介稳状态，在一定的外界条件下，仍具有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向。

(3)无固定熔点。

玻璃态物质由固体转变为液体是在—‘定温度区间(转化温度范围内)进行的，与结晶态物质不同，无固定的熔点。

(4)物理、化学性质随温度变化的连续性和可逆性。

非晶态材料由熔融状态冷却转变为固体(玻璃体)是渐变的，需在一定温度范围内完成，其物理、化学性质的变化是连续的、可逆的。

文献综述

文献综述非晶合金简介：金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。

一旦金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。

但如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金。

制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。

将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。

钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成非晶带材。

非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。

以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。

由于这样的特性,非晶态合金材料在电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间。

大块非晶合金大块非晶合金是相对于传统的低维非晶材料(非晶粉、丝、薄带等)而言的，具有较大的三维几何尺寸。

固态时原子在三维空间呈拓扑无序排列，表现为短程有序、长程无序，呈亚稳态结构，而且在一定温度范围内还可以相对稳定地保持这种结构。

另外研究发现大块非晶合金在过冷液相区具有超塑性，也为大块非晶合金的塑性成型和加工提供了可能。

自非晶合金问世以来，提高非晶成形能力，即得到大尺寸的非晶样品一直是人们努力追求的主要目标之一。

在常规的冷却条件下，合金熔体在冷却过程中总是很快结晶而形成晶体结构的固体，一般需要采用至少105K／S以上的冷却速度来冷却合金熔体，才能制备出厚度在几十到上百微米的薄带状金属玻璃。

最近LO年来，对金属玻璃的研究获得了很大的进展，人们可以在多个合金体系获得毫米甚至厘米级尺寸的块状金属玻璃。

大块非晶合金的力学性能大块非晶合金是通过抑制合金熔体的形核和长大，保持液态的长程无序结构，从而获得具有类似玻璃结构的合金材料。

因而，块体非晶是兼有液体和固体、金属和玻璃特征的材料。

由于具有“冻结”的液态结构，没有晶态材料的长程有序，因而不存在影响合金性能的空位、位错、层错、晶界、第二相等缺陷，也就不会因为位错的运动而产生滑移，加上非晶合金中原子间的键合比一般晶态合金强得多，因此某些材料具有极高的强度等优异的力学性能，如高的硬度、弯曲强度、良好的耐磨性和断裂韧性等。

论非晶的形成、参数及设计方法综述(一)

论非晶的形成、参数及设计方法综述(一)论文关键词]非晶形成能力参数设计方法论文摘要]不同的非晶合金体系其非晶形成能力有所不同，衡量非晶合金的形成能力的参数：过冷液相区、约化玻璃转变温度、电子浓度、原子尺寸。

在描述合金非晶形成能力的各种参数中，过冷液相区的范围ΔTx和约化玻璃转变温度Trg是两个最重要最常用的参数，然而在实际应用过程中，仅用这两个参数并不能完全解释所得到的一些实验现象。

于是，用来表征合金非晶形成能力的各种参数被相继提出。

一、引言1989年，Inoue等人首次发现Mg-Cu-Y，La-Al-TM(TM=Ni，Cu，Fe)合金系列存在明显的过冷液相区，并采用低压铸造将其制备成非晶棒和非晶板。

随后，Inoue等人又发现具有高非晶形成能力的合金系列，如Zr-Al-TM，Zr-Ti-Al-TM、Zr-Ti-TM等。

1993年，Peker等首次报道了Zr-Ti-Ni-Cu-Be大块非晶，此后其最大尺寸已达30mm以上。

而Pd-Ni-Cu-P非晶合金的报道尺寸为72mm。

这说明不同的合金系非晶形成能力是不同的，这就需要提出一些参数来衡量不同合金系非晶形成能力的大小。

目前，用来表征合金非晶形成能力的参数有过冷液相区温度ΔTx、约化玻璃转变温度Trg、临界冷却速度Rc、试样的最大尺寸Zmax和表征合金玻璃形成能力参数Л(εd·εe·d·Smix·Tm/Hm记作Л)，但是这些参数都需要预先制备出非晶样品，当然还有一些从合金物理结构上考虑的参数，也包含了一些需要试验测定的参数。

二、非晶合金的形成影响玻璃形成能力(GFA)的因素有:合金中原子的键合特征、电子结构、原子尺寸的相对大小、各组元的相对含量、合金的热力学性质以及相应的晶态结构等。

一般说来，如果某种物质对应的晶体结构很复杂，原子之间的键合较强，并且有特定的指向，其形成玻璃结构在动力学上要容易一些。

Inoue总结了三条实验规律:(1)合金由三种以上组元组成。

非晶合金材料的性能研究与应用

非晶合金材料的性能研究与应用随着工业化和现代化的快速发展，新材料的需求也越来越大。

其中，非晶合金材料以其优异的物理性能和化学性能，成为了广泛研究和应用的焦点。

本文将着重探讨非晶合金材料的性能研究和应用。

一、什么是非晶合金材料？非晶合金材料指的是一类没有规则结晶体结构的金属合金材料。

其晶粒尺寸在0.1~10纳米之间，具有非常高的硬度和强度，同时具备良好的韧性、低温强韧性和耐磨性等特性。

相比于晶体金属材料，非晶合金材料更加均匀、致密，具备更高的弹性模量和破坏韧性。

因此，非晶合金材料被广泛应用于制备高质量的材料和器件。

二、非晶合金材料的性能研究非晶合金材料的高强度和良好的韧性等性能，是其研究的一个重要方向。

通过研究非晶合金材料的性质和结构，可以进一步优化非晶合金材料的性能。

1. 原子结构研究非晶合金材料由于没有规则的结晶体结构，其原子结构非常复杂。

因此，了解非晶合金材料的原子结构是研究非晶合金材料的关键。

通过分析非晶合金材料中原子的排列方式和空间几何构型等参数，可以深入了解非晶合金材料的物态和性质，从而为优化非晶合金材料的性能提供理论依据。

2. 弹性行为研究非晶合金材料的高强度和良好的韧性与其弹性行为密切相关。

因此，通过研究非晶合金材料的弹性行为，可以进一步优化其强度和韧性等性能。

目前，研究者们主要从声波散射、动态机械性能等多个方面研究非晶合金材料的弹性行为。

3. 晶粒生长研究非晶合金材料的结晶行为对于其性能的影响非常大。

因此，了解非晶合金材料的晶粒生长规律和机制，是优化非晶合金材料性能的重要途径。

目前，研究者们主要通过透射电子显微镜（TEM）和高分辨电子显微镜（HRTEM）等手段研究非晶合金材料的晶粒生长。

三、非晶合金材料的应用1. 磁性材料领域作为一种重要的磁性材料，非晶合金材料在磁学、材料科学等领域的应用十分广泛。

其中，以铁和钴为主体元素的非晶合金材料在磁盘驱动器和磁带储存器等应用领域的应用占据了非常重要的位置。

非晶纳米晶软磁纳米材料论文

非晶纳米晶软磁纳米材料论文非晶态合金是一种有别于晶态合金的完全各向同性的材料。

非晶态金属具有晶态金属难以达到的高强度、高硬度、高延展性、优异软磁性能、高耐蚀性及优异的电性能、抗辐照能力和较好的催化及储氢能力。

美国为非晶纳米晶合金的研究开发做了大量创造性工作，投入了大量人力、物力和资金。

非晶态软磁合金带材生产集中于联信(Allied)公司及其附属厂家；而快淬NdFeB则主要集中于通用汽车公司(GM)及其合作厂家。

非晶纳米晶合金应用研究一直以配电变压器为重点，近几年来在电子和电力电子应用方面获得了相当大的进展。

除美国之外，日本和德国在非晶纳米晶合金应用开发方面拥有自己的特色，重点是电子和电力电子元件，例如高级音响磁头、高频电源(含开关电源)用变压器、扼流圈和磁放大器等。

与美、日、德相比，我国非晶纳米晶合金的产业规模与日本和德国相当，但远小于美国。

在工艺技术和产品质量方面与上述国家差距很大。

国内现有制带设备尚无法批量生产厚度小于20μm 的超薄带。

因此，严重制约了国内非晶纳米晶合金在各个领域的推广应用。

但通过前4个五年科技攻关计划的实施，我国基本实现了非晶纳米晶合金带材及其制品的产业化。

在十五期间，纳米晶带材及其制品的产业化开发又被列入重大科技攻关计划，国家给予重点支持，旨在推动纳米晶材料应用开发快速发展，满足电力电子和电子信息等高新技术领域日益增长的迫切需求。

非晶纳米晶软磁合金优异的磁学性能由于晶粒尺寸小，晶粒界面密度大，因此非晶纳米晶材料具有许多优越性，其中有强度和硬度的提高、扩散性的增大、延展性和韧性的提高、密度的减小、弹性模量的变小、电阻率的增大、比热的增大、热膨胀系数的增大、热导率的降低和优异的软磁学特性等。

1988年Y oshizawa等研究的Fe-Cu-Nb-Si-B(也叫Finmet)合金具有高达1.25T的BS(饱和磁化强度)以及高达十万的初始磁导率(μi)和相当于钴基非晶的低铁损。

非晶材料文献综述

从组成物的原子模型考虑，物质可分为两类：一类为有序结构，另一类为无序结构。

晶体为典型的有序结构，而气态，液态和非晶态固体都属于无序结构。

短程有序可分为化学短程有序和几何短程有序。

化学短程有序是指合金元素的混乱状态，即每个合金原子周围的化学成分与平均成分不同的度量；几何短程有序包括拓扑短程序和畸变短程序。

非晶合金结构特征可以用径向分布函数RDF（r）=4πr2ρ（r）加以描述。

它表示以某个原子为中心，在半径r，厚度为d（r）的球壳内的平均原子数。

非晶合金的RDF（r）上出现清晰的第一峰和第二峰，没有可分辨的其它峰出现。

在X射线衍射谱上，不存在晶体所特有的尖锐衍射峰，而是出现宽展的馒头峰。

它的电子衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，不存在表征晶态的任何斑点和条纹[2]。

非晶合金材料及其在储氢领域中的应用研究

非晶合金材料及其在储氢领域中的应用研究第一章概述非晶合金材料是指在快速冷却过程中形成的无定形材料，与晶体结构的金属材料相比，具有更高的强度、硬度和弹性模量等优点。

随着科技的发展，非晶合金材料在储氢领域中的应用得到了越来越多的关注。

本文将从非晶合金材料的特性、制备方法以及在储氢领域的应用等方面进行探讨。

第二章非晶合金材料的特性非晶合金材料的特点主要包括以下几个方面：1. 高强度和硬度：非晶合金材料具有高密度的非晶态结构，使其在内部晶界上不存在任何缺陷。

这种无晶界的特殊结构使得非晶合金材料具有更高的强度和硬度。

以Fe-Si-B系列非晶合金为例，其硬度相比同等材料的晶体结构提高了3倍以上。

2. 良好的弹性模量：非晶态结构的非晶合金材料具有更高的弹性模量，使其在材料弯曲过程中所受的应力更小。

这种特性在研究发现非晶态结构的Fe-C合金中得到了很好的应用，为开发新型非晶合金材料提供了一条新的思路。

3. 优秀的耐腐蚀性：非晶合金材料的化学成分可以根据不同的要求进行设计，可以有效地增加其耐腐蚀性。

例如，在掺有Cr、Mo、W等成分的非晶合金中，这些成分可以形成类似不锈钢的致密氧化层，从而提高了材料的耐腐蚀性。

4. 可塑性差：因为非晶合金材料内部没有晶体结构，材料缺乏可塑性，难以形成各种形状。

这使得非晶合金材料在加工和成型过程中出现了很多困难。

第三章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以下几种：1. 快速冷却法：快速冷却法是制备非晶合金材料的最常见方法之一。

该方法通过将熔融的金属液体迅速冷却至室温以下（一般是几千摄氏度以下）来形成非晶态结构。

这种方法制备的非晶合金材料具有良好的物理和化学性能，但制备过程较为复杂。

2. 射频磁控溅射法：该方法的原理是利用射频磁场和高压离子束将金属薄膜中的原子和离子喷射到基底上。

该方法能够制备高纯度、厚度均匀的非晶合金薄膜，并且在制备过程中无需高温、高压等极端条件，与其他方法相比制备更为简便。

非金属材料综述

非晶态金属是一种“年轻”的金属材料，从它诞生以来，就显示出了巨大的潜能。

人们不断地发现它的各种奇异的、优良的特性，非晶材料已被广泛应用与此同时，人们对该材料的磁性、电学性质、力学性质、化学性质以及非晶态之形成及结构进行了广泛的研究，希望在这个亚稳的非晶态结构基础上研发出具有全新的结构和性能的新材料。

金属材料的研究与应用历史非常悠久。

但发现非晶态金属则仅有几十年。

在上世纪50年代初期，有关金属镀膜和真空涂膜的非晶态结构的金属研究就屡见报道，但是确认它们的确是非晶态金属是在1960年的液态金属直接急速冷却的实验研究完成之后。

在此前后，认为微结晶金属结构是存在的研究报告很多，但实际上能够确认非晶结构金属存在，是在具有高分辨能力的分析金属结构的仪器发明与使用之后。

1970年后，非晶态金属的各种物理特性逐步被揭示。

作为新世纪的新型功能材料，近些年来的研究进展很快。

20世纪80年代末，日本科学家和工程师在非晶态金属研究开发的基础上，发明了非晶纳米晶软磁合金材料。

利用急速冷却轧制工艺技术，现已在生产0.02~0.04mm厚度的薄带。

它们除了具有非晶态金属那些主要特性外，非晶纳米晶软磁合金材料具有许多更优异的特性，如其磁特性优异、耐蚀性、耐用磨性、高强硬度等性能优良，且生产工艺简单，价格低廉，而且它们的电磁性能适合在高频、大电流、小型化、节能等要求的电子设备中应用。

制备非晶态金属的方法很多,大致可分为液相急冷法、气相沉积法、化学溶液反应法及固相反应法等几大类.液相急冷法和气相沉积法是较常见的两种方法.从材料制备的工艺和产品的质地来看,液相急冷法是比较好的一种,目前已成为制备各种非晶态金属的主要方法.液相急冷法此方法是将金属加热熔化,然后采取各种方法让液态金属快速冷却凝固,形成非晶态金属.该方法在非晶态金属制作中用得最广泛、最频繁,目前得到应用的非晶态金属几乎都是由此法制成的. 此方法的种类很多,用不同的急冷法得到的非晶态金属的形态、性质有很大的不同.目前,非晶态金属的大型制造设备可连续生产宽达20 cm的非晶态金属薄带.利用单轮法还可以制作复合非晶态薄带,即利用两个坩埚将金属熔化,然后同时喷到同一个快速旋转的轮子上,就可以得到两种材料接合的复合非晶态金属薄带.除此之外,还可利用激光、电子束等离子体等手段在碳素钢等金属表面涂盖一层耐腐蚀的非晶态金属膜,或利用脉冲大电流将多晶薄膜快速熔化,快速凝固成非晶态金属膜,或利用熔射法将10μm 左右的合金粉末通过等离子体熔化后喷到冷却板上,制取带状或粉末状非晶态金属.这些方法都属于液相急冷法.液相急冷法的特点是让液态金属中的热量在非常短的时间内散发掉,使晶核的形成及长大得到抑制,冷却时间t0随温度、压力、成分、短程有序性等的差异而不同,一般t0 在10 - 2～10- 7s的范围内.冷却速率是液相急冷法的关键因素之一,冷却速率越快,会使非晶态金属的形成范围加宽,非晶态金属的尺寸加大,非晶态的均一性好,从而使非晶态金属的热稳定性提高.非晶态化均一性对材料性能的影响极大,如果试料中有微小的结晶成分存在,那么材料的许多性质显著下降.如很多脆性的非晶态金属往往是因没有完整均一地非晶态化,或虽是均匀非晶态化,但在保存中又出现了结晶而造成的.气相沉积法气相沉积法是通过加热、溅射等各种手段使金属先变成原子、分子、离子或原子团状态,然后沉积到基板上,形成非晶态金属.此法是从制作非晶态金属磁性薄膜而发展起来的.目前,制造薄膜、超微粉、多层膜以及人造晶格膜经常运用气相沉积法. 此法大体上可以分为两大类:一类是物理气相沉积法,包括真空蒸镀法、溅射法、离子束法、ICB ( Iion clusterbeam)法等;另一类是化学气相沉积法,包括热CVD法、光CVD 法和等离子体CVD 法.气相沉积法的非常重要的因素是飞往基板的粒子运动能量和基板周围的真空度.真空蒸镀法虽有基板温度不升高、堆积速度快、装置结构简单及调节方便等优点,但是粒子运动能量低,仅有0. 01～1eV 左右,必须将基板温度降到很低才行.另外,形成的膜与基板结合强度低,所以在非晶态金属制作中用得不多. 溅射法虽然膜的形成机构复杂,难以控制,基板温度上升显著,但是离子能量约为10 eV ,很适合做非晶态金属膜,而且膜与基板接合牢,成分控制也比真空蒸镀膜好,是制取非晶态金属薄膜的主要方法.用溅射法能使一些用液相急冷法不能非晶态化的合金非晶态化,如Fe2Mo , Fe2La , Fe2Cu2Ag等合金系.溅射法的主要缺点是离子能量难以控制,基板温度上升快,真空度低及Ar 等气体杂质易混入试料中.用此法获得的非晶态金属的性能与液相急冷法获得的非晶态金属的性能相差很大.最近离子束法的研究很受重视. 此法真空度高,能避免Ar 等气体杂质混入,离子束也容易控制,可以在很宽的成分范围内制取纯净度很高、性能很好的非晶态薄膜,不足处是膜形成速度太慢.ICB 法是一种速度较快的非晶态金属薄膜形成方法.将试料加热熔化使金属蒸发形成原子团,同时使原子团离子化,以离子团的形式加速飞向基板.此法真空度高,不存在Ar 等气体杂质混入问题,同时基板温度上升问题也能避免,但目前还没有发现此法形成的非晶态金属薄膜有什么很实用的特性.另外,在设备和技术上还有不少问题尚待解决. CVD法也可以用来制非晶态金属薄膜,但一般仅在高熔点金属及金属陶瓷合金中有所应用,如可以制备SiC ,SiB ,SiN 等非晶态薄膜化学溶液反应法化学溶液反应法包括电解镀膜法和无电解镀膜法.电解镀膜法是早已为人们所知的非晶态金属薄膜制作法,是通过加入电流使金属离子直接还原析出在电极上,其最大特点是简单,能大面积形成非晶态金属薄膜.最近此法又开始重新引人注目,在材料的防腐等领域中得到了应用.由于此法是在溶液中靠电极反应而生成膜,因此控制溶液的种类、温度及电解条件等都很重要.无电解镀膜法是不加电流,而在溶液中加入一些还原剂,靠其化学反应在基板上析出形成薄膜.例如,将CoCl2 ·6H2 O ,NaH2 PO2 ·H2O ,N H4 CNa KC4 H4O6混合,调成p H 为9～10 的水溶液,经反应可生成Co2P 非晶态金属膜,按类似条件也可以形成Ni2P ,Ni2Fe2P 及Ni2B 等非晶态金属膜.除这两种以外,最近又发现金属离子水溶液和氢化、硼化物的水溶液混合,在短时间内可产生大量非晶态金属超细粉. 这种现象在Fe2B ,Co2B , Fe2M2B ,Ni2M2B (M = Cr ,Mo ,W ,Mn)等许多合金中都得到证实,此方法的原理与无电解镀膜类似.用此法制成的非晶态金属为20 nm 左右的超细粉,而且形成非晶态金属的成分范围与液相急冷法有很大不同.现在已开始对这些超细粉进行物性研究,并发现了一些良好的特性.2. 4 固相反应法目前,这个领域的研究最活跃,作为非晶态金属制作的新方法受到极大的关注.固相反应法大体上可以分为四大类.第一类是利用电子线、放射线等的照射使金属非晶化,如Zr3 Al ,Ni Ti ,Cu4 Ti3和Ni3 M等金属间化合物受照射后形成非晶态金属.第二类是将两种金属作成间隔为数mm 的多层膜,然后在高真空中加热到数百度,靠加热反应形成非晶态金属.如在Au2La ,Zr2Ni ,Ni2Hf ,Co2Zr ,Co2Hf 和Rh2Si 等系中成功地获得了非晶态相.第三类是让AB ,AB2和AB3型金属间化合物在常温或常温以上的高温中吸收氢气,在金属与氢气反应中形成非晶态金属.如Laves相RM2 (R =稀土金属;M = Fe ,Ni ,Co ,Mn) ,Do19型R3M(R = La , Pr ,Nd ,Sm ;M = Ga ,Al)以及C23B8型的许多金属间化合物,在适当的条件下与氢气反应,都可以形成非晶态金属.此方法获得非晶态金属一般以粉末状为多,也有块状的.通过控制氢气的压力及反应温度可以改变非晶态金属的形态及特性. 第四类是机械合金化法(mechanical allo2ying ,简称MA 法) .这种方法是将数种金属粉末混在一起,靠球磨碰撞等机械能量使金属粉末局部破坏、压挤,在微观上混合化、合金化和微粒化,通过局部加热和扩散反应,获得非晶态金属粉末.前三种方法形成非晶态相的合金成分都有局限于金属间化合物的倾向,而MA 法则不存在此限制. MA 法能在液相急冷法不能获得的合金成分范围内获得非晶态相,这已在Fe2Zr , Cu2Nb2Sn ,Ag2Cu ,Ni2Ti ,Ni2Zr ,Cu2Zn 和Ag2Fe 等许多系中得到证实. 此法所需的设备简单,操作方便,适应的合金范围宽,是一种大量生产非晶态金属粉末的有效方法. 近几年来,与MA 法有关的研究很活跃,但用此法制出的非晶态金属粉末很微细,表面易氧化,反应所需时间长,容器的磨损带来的杂质混入现象也难以避免.另外,非晶态化的均一性与液相急冷法相比是否相同还不清楚.关于粉末及压粉体性能达到或超过液相急冷法的粉末及压粉体的性能报道也很少,这些都是急待解决的问题. 与MA 法相似的还有机械压粉体法(mechanical grinding ,简称MG法) . MG法与MA法的不同之处是出发原料不同,它不是以两种以上的纯金属粉末,而是以几种金属的合金粉末为原料.与晶态合金相比,非晶态合金在物理性能(力、热、电、磁)和化学性能等方面都发生了显著的变化.而几乎所有的这些特性都可以进一步挖掘和利用,给我们带来科学的、经济的、社会的利益和价值.非晶态金属的力学性能及应用研究表明,非晶态合金与普通钢铁材料相比,有着突出的高强度、高韧性和高耐磨性.根据这些特点用非晶态材料和其它材料可以制备成优良的复合材料,也可以单独制成高强度耐磨器件.在日常生活中我们接触的非晶态材料已经很多,如用非晶态合金制做的高耐磨音频视频磁头在高档录音、录相机中的广泛使用;把块状非晶合金应用于高尔夫球击球拍头和微型齿轮中;采用非晶丝复合强化的高尔夫球杆、钓鱼杆已经面市;非晶合金材料广泛用于轻、重工业、军工和航空航天业,在材料表面、特殊部件和结构零件等方面也都得到广泛的应用.非晶态金属的电学性能应用一般非晶态金属的电阻率较同种的普通金属材料要高,在变压器铁芯材料中利用这一特点可降低铁损.人们发现,在某些特定的温度环境下,非晶的电阻率会急剧的下降(跃变效应) ,利用这一特点可设计特殊用途的功能开关.还可利用其低温超导现象开发非晶超导材料.目前,人们对非晶态合金电学性能及其应用方面的了解相对较少,尚有待进一步研发.非晶态金属的磁学性能及应用非晶态合金具有优异的磁学性能.在非晶的诸多特性中,人们目前对这一方面的研究相对要深入些.常常有人对图书馆或超市的书或物品中所暗藏的报警设施感到惊讶,其实,这不过是非晶态软磁材料在其中发挥着作用.与传统的金属磁性材料相比,由于非晶合金原子排列无序,没有晶体的各向异性,电阻率高,具有高的导磁率,是优良的软磁材料.根据铁基非晶态合金具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点,现代工业多用它制造配电变压器,铁芯的空载损耗与硅钢铁芯的空载损耗相比降低60 %～80 %,具有显著的节能效果.应用非晶态合金配电变压器所带来的巨大节能效益意味着可以通过节能减少新建电厂的数量,同时减少新建电厂对环境的污染,从这个意义上讲,非晶态材料被誉为“绿色材料”.非晶态合金铁芯还广泛地应用在各种高频功率器件和传感器件上,用非晶态合金铁芯变压器制造的高频逆变焊机,大大提高了电源工作频率和效率,焊机的体积成倍减小.如今,电力电子器件正朝着高效、节能、小型化的方向发展,新的科技发展方向对非晶态金属材料研究现状与前景磁性材料也提出了新的要求.于是,一种体积小、重量轻的非晶态软磁材料以损耗低、导磁高的优异特性正逐步代替一部分传统的硅钢、坡莫合金和铁氧体材料,成为目前研究最深入、应用领域最多、最引人注目的新型功能材料之一.3. 4 非晶态金属的化学性能及应用非晶态合金还具有优异的化学性能.研究表明,非晶态合金对某些化学反应具有明显的催化作用,可以用作化工催化剂.某些非晶态合金通过化学反应可以吸收和释放出氢,可以用作储氢材料.由于没有晶粒和晶界,非晶态合金比晶态合金更加耐腐蚀,因此,它可以成为化工、海洋等一些易腐蚀的环境中应用设备的首选材料.非晶态金属材料与纳米晶金属材料非晶态金属与纳米晶金属材料有着非常亲缘的关系.通过一些特殊的方法控制非晶晶化的过程,可以得到致密良好、纯净度很高并符合期望的纳米晶金属材料. 根据近期文献报道,在诸多非晶晶化法中,退火晶化法和激波诱导晶化法是比较成功也比较好的两种方法. 20 世纪80 年代末,日本的吉泽克仁等发现,含有Cu 和Nb 的铁基的FeBSi 非晶合金在晶化温度以上退火时,会形成非常细小的晶粒组织,晶粒尺寸仅有10～20 nm ,这时材料的磁性能不仅不退化,反而非常优良.这种非晶合金经过特殊的退火晶化而形成的晶态材料称为纳米晶合金(以前也曾称为超微晶合金) .铁基纳米晶合金的磁性能几乎能够和非晶合金中最好的钴基非晶合金相比,但是却不含有昂贵的钴,所以被广泛应用于高频变压器铁芯,替代铁氧体和坡莫合金等.。