大块金属玻璃
退火与“机械退火”对金属玻璃结构和力学性能的影响
退火与“机械退火”对金属玻璃结构和力学性能的影响谭军;董权;邓攀;张帆;冯中学【摘要】金属玻璃是一种新型亚稳态金属材料,具有一系列优良的物理、化学和力学性能.然而在高温或室温长期使用条件下,金属玻璃易于转变为更稳定、更低能量状态的晶体材料,已成为限制其广泛应用的瓶颈之一.研究金属玻璃的退火对其结构、力学性能的影响具有重要的意义.文章综述了常规退火与“机械退火”对大块金属玻璃的结构和力学性能的影响.研究发现:在玻璃化转变温度以下退火时,密度、剪切波速度、纵波速度和弹性模量随退火时间的增加而增加,这是由于在结构上不同程度的原子重排所致;大块金属玻璃在低于屈服强度的恒定应力下“机械退火”密度增加;卸载载荷室温下时效处理超过30天后,屈服强度和断裂强度均降低,并且在塑性阶段锯齿状塑性流动的幅度增加.这个结果可能对于深入理解大块金属玻璃的结构和塑性变形具有一定的指导作用.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2019(041)004【总页数】7页(P287-293)【关键词】金属玻璃;退火;力学性能;锯齿流变【作者】谭军;董权;邓攀;张帆;冯中学【作者单位】重庆大学材料科学与工程学院,重庆400044;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093【正文语种】中文金属玻璃(MG)是一种新型亚稳态金属材料，具有一系列优良的物理、化学和力学性能。
近年来，它已成为许多科技工作者和高科技公司关注、研究和投资的重点。
然而在高温或室温长期使用条件下，我们常常不可避免地面临MG易于转变为更稳定(更低能量)的晶体材料的问题，并且这个问题已成为限制其广泛应用的瓶颈之一[1-4]。
因此，进一步了解其物理性质随结构的演变具有重要意义[5-11]。
不透明玻璃显现出的曙光--块体金属玻璃的发现与应用
$
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 !
正应力对大块金属玻璃剪切带行为的影响
（ ｏ ｅｅ ｆＥｅｔ ｍ ｃａ ｉ ｌＥ ｇｎｅ ｎ ，Ｈ ｎ ｎ Ｕ ｉ ｒｔ ｃ ｎｅａ ｄ Ｔｃｎ ｌ ｙ ｉｎ ｔｎ４ ０ ，Ｈ ｎ ｎ Ｃ ｌｇ ｌ ｒ ｅｈ ｎｃ ｎ ｉｅｒ ｇ ｕ ａ ｎｖ ｓｙ ｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｘ ａｇａ １２ １ ｕ ａ ， ｌ ｏ ｃｏ ａ ｉ ｅｉ ｆ ｅ ｏ １
ｃｉ ｄａｇｅａ ｄｌ ｇ ｆｈ ｈ ａ ａ ｄ ｎａｄｔ ｎ ｔｅｎｒ ａ ｓ ｅｓ ｓ ｈ ａ ｒ ａｔ ｄ ｃ ｇｂ ｕｃｔ ｎｏ ｅ ｌ ｅ ｎ ｌ ｎ ｎ ｔ ｏ ｅｓｅｒｂｎ ．Ｉ ｄ ｉｏ ， ｈ ｏ ｌ ｔ ｓ ｉ ｔｅｍ ｊ ｃｏ ｉ ｕｉ ｉ ｒ ｉ ｆｈ ｎ ｅ ｈ ｔ ｉ ｍ ｒ ｏ ｆ ｒｎ ｎ ｆ ａｏ ｔ
第３ Ｏ卷第 ５期
２１ ０ ０年 １ Ｏ月
矿
冶 工
程
Ｖｌ ． Ｏ № ５ ０ ３ ｉ
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Ｍ Ｉ ＮＧ ＡＮＤ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ Ｍ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
正 应 力对 大 块 金属 玻 璃 剪切 带行 为 的影 响①
胡 静 ，刘 龙 飞
Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｏ ｈ ａ ｎｄ Ｂｅ ａ ｉ ｒ ｆ ｎ ｅ ｃ ｆＮｏ ｍ ｌＳ ｒ ｓ ｎ Ｓ ｅ ｒ Ｂａ ｈ ｖ ｏ ｓ ｏ ｌ Ｂｕ ｋ Ｍ ｅ ａ ｌ ａ ｓ ｓ ｌ ｔ ｌ ｃ Ｇｌ ｓ ｅ ｉ
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大块 金属玻 璃 因 为具 有 一 系列 独 特 的 物理 、 学 力
单 轴压 缩载 荷下 ， 特别 是高径 比小 于某个 临界值 时 ， 可
以观察 到较 多 的剪 切 带 ， 且在 宏 观 应 力应 变 曲线 上 并
Rare_earth_based_bulk_metallic_glasses译文
作者：非结晶固体稀土基大块金属玻璃近日，稀土基大块（REBMGs）金属玻璃吸引了越来越多的关注，由于其独特的性能和功能玻璃材料的应用潜力。
显示这些REBMGs如重费米子的行为，接近室温热塑性性能许多迷人的性质，优良的磁热效应，硬磁和polyamorphism，所有这些感兴趣的不仅对基础研究，而且也为冶金和技术。
这些特点和属性是归因于独特的电子，磁性和原子的REBMGs结构。
在这审查文件中，制造，玻璃形成能力，polyamorphism，弹性，热，物理性质总结和讨论。
由于稀土元素独特的电子结构，在REBMGs电，磁性质特别处理。
有关工程启示寻求与可控性和了解大自然的玻璃形成新的金属玻璃。
作为功能材料的发展可能REBMGs促进和扩大商业金属玻璃的应用。
1。
简介大块金属玻璃（非晶合金），它打开了新的机遇基础研究和商业应用，已引起世界的广泛关注。
广泛的工作已经开展了对设计各种独特的属性的新非晶合金。
许多在基础研究和应用取得了成果，虽然许多问题仍然悬而未决。
稀土（RE）的元素已被用来作为重要的合金元素轻微和/或过程中非晶合金[1-5]发展的主要组成部分。
在80年代末，井上小组发现特殊的玻璃形成能力在La- Al - Cu 系（建筑面积）（镍）合金[2]并研制成功完全玻圆柱形样品直径可达5毫米铜铸造模具。
后来，散装玻镁铜Ÿ，镁镍- Y和锆铝镍铜合金，也开发出了较低的冷却速率100 K / s的[6,7]。
1993年，约翰逊组制定了一项Zr41.2Ti13.8-Cu12.5Ni10Be22.5合金的建筑面积（Vit1）接近的氧化物眼镜[8]。
这些作品提供一个新的起点上，非晶合金有前途的结构和功能材料。
1996年，稀土钕基大块（REBMGs）金属玻璃硬磁特性在室温（RT）的有已开发[9-13]。
这些硬磁学性质是认定一个唯一的聚集非晶态结构，同时详细机制仍然不清楚。
2003年，Y型的SC -铝有限公司直径25毫米至REBMGs制定了由潘组[14]和Pr（Nd）的铝，镍铜与5毫米直径REBMGs制备了由本集团[15]。
金属间化合物与大块玻璃合金的形成
金属间化合物与大块玻璃合金的形成
何国;陈国良
【期刊名称】《材料研究学报》
【年(卷),期】1999(13)6
【摘要】综述了大块玻璃合金液态结构、结晶动力学行为、玻璃态形成机制以及其与金属间化合物的关系，应用二元合金液态结构的理论模型，分析与推测大块玻璃合金的液相结构。
【总页数】7页(P569-575)
【关键词】玻璃转变;大块玻璃合金;金属间化合物
【作者】何国;陈国良
【作者单位】北京科技大学新金属材料国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG13
【相关文献】
1.Al-18Si-5Ti合金中TiAlSi金属间化合物的形成 [J], 高通;刘相法
2.改性3003铝合金中粗大金属间化合物的形成机理及解决措施 [J], 张海锋;陈琴
3.Zr-Cu-Al三元合金大块金属玻璃的形成能力及热稳定性 [J], 李旭飞;方守狮;肖学山
4.Pd40.5Ni40.5P19合金的无容器凝固及其大块金属玻璃的形成 [J], 王文魁;秦志成;许应凡;孙帼显;徐小平;白海洋;金作文;刘培铭;陈佳圭
5.二元Zr基金属间化合物玻璃的形成 [J], 刘广桥;寇生中;李春燕;赵燕春;郑宝超;索红莉
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高断裂韧性的金属玻璃。
金属玻璃制品
一般金属玻璃是不透明的，但是当厚度降到纳米级 别后就变得透明了。是否透明（透射可见光）是由 材料的电子结构决定的，很多晶态的绝缘体（如 NaCl, 氧化物、聚合物）也都是透明的。所以透明 不是玻璃的本质；原子无序排列是玻璃的本质。
金属玻璃果盘
冲击实验相关
缺口韧性即冲击韧性：将冲击吸收功除以试样缺口 底部处横截面积所得的商。冲击韧性（ ak ）：材 料抵抗冲击载荷的能力，单位为J/cm2 。
实验方案设计
·
氧化物含量由惰性气 体保护融合分析测定
高纯 原料
氩气气氛保护+多次重熔
金属 玻璃 板材
疲劳与裂纹试 样进行断裂韧 性测试
用扫描电子显 微镜观察断裂 面
使用共振超声分光镜检测金 属玻璃的弹性常数包括杨氏 模量和泊松比等
实验目的
对金属玻璃的形成能力进行优化 探究金属玻璃断裂韧性中化学效应的趋势 讨论大块金属玻璃韧性和剪切带行为，泊 松比，产品的剪切模量、摩尔体积，玻璃 化转变温度之间的关系。
注：用夏氏U形缺口试样求得的冲击功和冲击值， 代号分别为AkU和akU；用夏氏V形缺口试样求得的 冲击功和冲击值，代号分别为AKV和аkV。
课题背景：
三元的Zr-Cu-Al和四元的Zr-Ti-Cu-Al系统可开发新型的大块金属玻璃 （BMGs），其具备优化的玻璃形成能力。
在单片BMGs中，Zr61Ti2Cu25Al12（ZT1）是最高韧性类型中的一种。之 前已经针对Zr-TM-Al (TM=Co, Ni)玻璃形成能力进行了优化。 对比已经研究过的大块金属玻璃，与文献中关于Zr基大块金属玻璃数据一起， 我们发现在大块金属玻璃断裂韧性中化学效应的趋势，尤其是 Al 和 Cu 替代 Ni(或Co)时的作用。这些趋势不仅在内部原子堆积结构方面进行了解释，而 且，更重要的是，根据第一性原理计算方法，电子结构和结合特性得到了解 释。 最后，给出了一个定位具有高韧性的大块金属玻璃组分的方法。同时讨论了 大块金属玻璃韧性和剪切带行为，泊松比，产品的剪切模量、摩尔体积，玻 璃化转变温度之间的关系。
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。
大块金属玻璃形成能力的研究进展
金属玻 璃 由于 具 有高 的强 度 、 性 、 韧 耐磨 性 和耐
腐 蚀性 及 较 好 的 软 磁 性 而 成 为 极 具 潜 力 的 新 材
但运 用 到具体 的金 属 玻 璃 合 金 设 计 时 ， 预 见 性较 其
蔡安 辉 等人Ｉ － 用加 和性 原 理计 算 了大 块金 属 玻 璃 （ ＭＧ） Ｂ 合金 的摩 尔 熔 化 热 △ Ｈ ． 依据 动力 学 理 论 用 △Ｈ 对 合 金 系的 金属 玻 璃 形 成 能力 （ Ａ） ＧＦ 及
璃 ， ｏ ｅ 出 了 ３ 经 验规 律［ ： １合 金 体系 的组 Ｉ ｕ提 ｎ 个 １ （） ］ 元 多于 ３种 ；２ 合 金体 系 主要元 素 的原 子尺 寸差 大 （） 于 ｌ ；３ 体 系中 的主要 元 素 间具 有 负 的混 合 热． ２ （）
虽然国内外学者从多方面进行了研究但只是通过实验的方法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总结出了一些经验规律目前还没有严格的数学和物理模型来表征金属玻璃的形成能力
维普资讯
第 ｌ卷 第 ４ 期
２００７年 ｌ２月
和 抗 晶化 能 力 、 理 结 构 参 数 、 相 稳 定 性 和 原子 尺 寸 结 构 、 电子 浓 度 和 有 序 相 与 无 序 相 的 竞 争． 出 物 液 价 指 了大 块 金 属 玻 璃 形 成 能 力 研 究 的复 杂 性 。 以及 理 论 基 础 的重 要 性 ． 关 键 词 ：大 块 金 属 玻 璃 ；非 晶 形 成 能 力 ；研究 进 展
指导下 ， ｈｎ和 Ｓｈ ｒＥ对 上 述经 验 规律 做 了 修 Ｓｅ ｃｗａｚ］
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。
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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璃材 料 ，０世纪 ７ ２ ０年代 ， ｈ ｎＨ Ｓ等人 口 系统 地 研 究 Ｃ ｅ 了 Ｐ —Ｔ—Ｐ Ｔ＝Ｎ ， ｏ ｒ） 晶合金 ， 制备 出 了毫 ｄ （ ｉ Ｃ ，ｉ 非 ｅ 并
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Ｃ —Ｔ ｏ ａ— Ｂ
具有 较强 非 晶形成 能力 的多 组元 非 晶合 金 ， 制 备 出 并
大块玻璃固定的方法
大块玻璃固定的方法
固定大块玻璃可以采用以下几种方法：
1. 支架固定：使用金属或塑料支架将大块玻璃固定在墙壁或框架上。
支架应均匀分布并紧密固定，以确保玻璃的稳定性和安全性。
2. 胶水固定：使用适当的工业胶水或玻璃胶将大块玻璃粘贴到墙壁或框架上。
在进行胶粘之前，确保玻璃和固定表面都是干净的，并按照胶粘剂的使用说明进行操作。
3. 压条固定：使用金属或塑料压条将大块玻璃固定在框架上。
将压条安装在玻璃的边缘，并通过螺丝或卡扣将其固定在框架上，确保玻璃牢固地压在压条上。
4. 锚固固定：如果是在混凝土墙或地板上固定大块玻璃，可以使用锚固螺栓或膨胀螺栓将玻璃固定在建筑结构上。
在钻孔之前，确保按照设计规范选择合适的螺栓，并确保螺栓固定牢靠。
无论使用何种固定方法，都应遵循安全操作规程，并根据具体情况选择合适的固定方法。
如固定玻璃的厚度、重量以及所处的环境等因素都需要考虑。
如果不确定该如何固定大块玻璃，建议咨询专业人士或玻璃制造商以获取正确的建议。
大块金属玻璃晶化过程的研究进展
工程应用都具有重要 的指导意义 。本文就近些年来 国内外关 于 大块金属玻璃 晶化过程 的研究情况进行 了综 述。
１ 晶化 ．
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分离 和均匀形 核率 不 能充 分解 释金属 玻璃 的晶化行 为＿ 。因 ７ ］
ｌ０ ｒ ｆ Ｔ１ ６ ｏ ０ ０ Ｓ ８ 此， 晶化过程的研 究 不仅 对于 一些基 础 问题 的研 究 （ 物质 相 图 １ Ｃｌ Ｚ ２Ｈ １ ｉ 大块金属玻璃 不同升温速率的 Ｄ Ｃ曲线［ 如
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ
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０ 引言
大块金属玻璃 因其 长程 无序 的结 构而 具有 很 多独特 的性 能， 目前 已广泛应用 于 国防、 体育 、 通信 等领域 。此外在 生物材
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液态金属材料整理
液态金属材料情况整理一、液态金属是什么液态金属是一类新型合金的商品名称，这种合金拥有一种独一无二的原子结构，这种结构更接近玻璃，因此也将其称为“大块金属玻璃”或“大块非晶态合金”。
液态金属是一种可转型态的金属，它在常温下是液体，可以像水一样自由流动,但却拥有金属的特性，其导热能力和比热容(吸纳热量的能力）远远高于传统的甲醇和水等导热剂，是新一代革新性的理想散热介质.液体金属技术主要应用于消费电子领域,具有熔融后塑形能力、高硬度、抗腐蚀、高耐磨等特点,由于其不同于晶体的特殊原子排列结构,表现出超高比强、大弹性变形能力、低热膨胀系数等特异性能,受到各国科学家重视，成为当今最活跃的材料学研究领域之一，孕育着继钢铁、塑料之后的第三次材料工业革命。
二、液态金属市场背景及应用前景液态金属是一种高新技术材料,具有卓越的物理、化学和力学性能,是电力、电子、计算机、通讯等高新技术领域的关键材料，市场需求大，产业化前景非常广阔,而且它的发展和应用可带动一批相关领域的技术进步和协同发展。
在电子技术中，液态金属以其高效、低损耗、高导磁等优异的物理性能有力促进了电子元器件向高频、高效、节能、小型化方向的发展，并可部分替代传统的硅钢、坡莫合金和铁氧体等材料。
可以预测，在未来的电子技术中液态金属将占据十分重要的位置。
因而，液态金属又被称为跨世纪的新型功能材料。
在国际上，美国、德国、日本等国都先后投入巨资发展液态金属产业.我国也在连续4个五年计划中投入大量资金，组织重点科技攻关。
作为主要承担单位，钢铁研究总院通过近20年的努力,在基础研究、材料研究、工艺装备、应用开发及产业化等方面取得了200多项具有国际先进水平的科研成果。
2015年钢铁研究总院控股的安泰科技股份有限公司成功上市，为液态金属材料的产业化创造了良好环境.实际上，液态金属除被证明可应用于医学领域外,其在消费电子、航天航空、生物医学、精密机械等领域都有重要的应用前景。
第九章 材料的亚稳态(1)
波音飞机涡轮发动机
高效助燃剂
高性能磁记录材料
Fe 高性能磁记录材料
电脑软盘
工作中的电脑
吸波材料
Co
吸波材料
Fe
高空飞行的F117
雷达 检测系统
高效催化剂
美容、防晒剂
美容、防晒剂
太阳光紫外（金属玻璃或溶胶）为起始相，使之在晶化过程中形成大 量的晶核而生长成为纳米晶材料。 对起始为通常粗晶的材料，通过强烈地塑性形变（如高能球磨、高 速应变、爆炸成形等手段）或造成局域原子迁移（如高能粒子辐照、 火花刻蚀等）使之产生高密度缺陷而致自由能升高，转变形成亚稳 态纳米晶。 通过蒸发、溅射等沉积途径，如物理气相沉积（PVD）、化学气相 沉积（CVD）、电化学方法等生成纳米微粒然后固化，或在基底材 料上形成纳米晶薄膜材料。 沉淀反应方法，如溶胶一凝胶（sol-gel），热处理时效沉淀法等， 析出纳米微粒。
纳米材料的性质
1） 小尺寸效应 当粒子的尺度与光波波长、德布罗意波长及超导态的相干长度或透射 深度等物理特性尺寸相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，声、 光、电磁、热力学等均呈现新的尺寸效应。 2）表面效应 粒子尺寸越小，表面积越大，表面原子数目指数级增加。 3）量子尺寸效应 粒子的尺寸降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级 变为分立能级，吸收光谱 值向短波方向移动。
准晶态Al65Cu25Fe15合金的高分辨电子显微像
准晶结构的单元拼砌模型
准晶结构的单元拼砌模型
Formations of amorphous and quasicrystal phases in Ti–Zr–Ni–Cu alloys
五次对称性及Ti-Ni准晶相的发现与研究获国家自然科学一等奖
镁基大块金属玻璃特性及其制备
具 有 密 排 六 方 结 构 １ ３ ｇｃ ， 最 轻 的 金 属 材 料 （ 为 Ａ１ ２３Ｆ ． ８ ／ｍ３ ７ 是 约 的 ／，ｅ
合金 系 开始 的［ ７ ＿ 彻。对 Ｍｇ ｅ —Ｃ ＿ ＿
关键词 ：镁基大块金属 玻璃 ； 研究进展 ； 特性； 制备方法
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达 ７Ｋ 的过 冷 液 相 区 宽度 （ ｘ。早 期 发现 的镁 ０ ＡＴ） 基 金 属玻 璃 非 晶形 成 能力 较弱 。这种 极 宽 △Ｔ 的
出现 ，表 明这 些合 金 的过冷 液 体具有 高 的稳 定性 ，
块金属玻璃颇具吸引力 。
１镁基大块金属玻璃 的发展历程
１７ ９ ７年 ， ａｋ Ａ Ｃ ｌａ等发 现 了用 快淬 法 可 以制 备
金 属 玻璃 ”Ｂ （ ＭＧ） 问世 （ 径达 到 毫米 级） 标 志 的 直 ，
着 大块 金属 玻璃 研究 的重 大突 破 。 在 以金 属 为 主要 组 元 的常 用 工 程材 料 中 ， 镁
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二、大块金属玻璃特点
大块金属玻璃在导电性，强度，导热性方面具有金 属的特性，但在原子排列上却又类似于玻璃的原子 一样呈无序排列。大块金属玻璃具有很高的强度、 硬度、弹性、刚性和优异磁学、耐腐蚀、耐磨损性 能等，它可以经受180°弯曲而不断裂，断裂韧性 值可达到钢的5倍。
三、大块金属玻璃的应用
大块金属玻璃
Bulk metall义
大块金属玻璃是一种具有较低冷却速度极限的非晶 态金属 , 非晶态金属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，表现为平移对称性，或者是 旋转对称，镜面对称，角对称等。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 。
大块金属玻璃主要包括：高 比重高性Zr 基大块金属玻 璃及其纤维增强复合材料； 基超强大块金属玻璃或纳米 晶合金；Zr基、Al 基或 Fe 基大块金属玻璃耐磨、耐蚀 轴承套环状零件制造技术； 大块金属玻璃合金设计的 “多元短程序畴过冷”设计 软件。
基于大块金属玻璃具有良好 的力学、化学及物理性能, 而且逐渐突破了尺寸的限制 ,使之能制作成机械结构材 料、精密光学材料、模具材 料、耐腐蚀材 料、储氢材 料、软磁和硬磁材料,应用 于机械、电子、航天、汽车、 化工、军事等多领域。
谢 谢