7非晶态金属材料
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34
五、非晶态合金的特点及应用
非晶合金的磁性能实际上是其最主要的应用领域。 非晶合金具有很宽的化学成分范围，而且即使同一种 材料，通过不同的后续处理能够很容易地获得所需要 的磁性。所以非晶合金的磁性能是非常灵活的，选择
余地很大，为电力电子元器件的选材提供了方便。
35
五、非晶态合金的特点及应用
d. 优异的化学性能
材料
12
三、非晶态合金的制备
如果液态金属以高于
Vc的临界冷速冷却时，
可以完全阻止晶体的
形成，把液态金属
“冻结”到低温，形 成非晶态的固体金属
13
三、非晶态合金的制备
14
三、非晶态合金的制备
对于纯金属，其C曲线的最短时间约为10-6S，因 此纯金属必须以大约每秒1010/K的速度冷却时才可 能获得非晶态。 因此在实际工程中，无法得到非晶态的纯金属。
目前的超高强度钢的抗拉强度大约为1.6GPa
31
五、非晶态合金的特点及应用
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。
如高耐磨音频视频磁头在高档录音、录相机中广泛 应用 采用非晶态合金制备的非晶丝复合强化的高尔夫 球杆、钓鱼杆已经面市。 非晶态合金材料还广泛用于轻、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。
第一，合金的熔点远低于纯金属，例如纯铁的熔点 为1538度，而铁硅硼合金的熔点一般为1200度以下； 第二，由于原子的种类多了，合金在液体时它们的 原子更加难以移动，在冷却时更加难以整齐排列，也
就是说更加容易被“冻结”成非晶
7
二、非晶态合金的发展历史
1934年德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶 态合金膜，很难单独研究其特性，未引起重视。 1969年，美国人庞德和马丁研究了生产非晶态合 金带材的技术，为规模生产奠定了技术基础。
28
五、非晶态合金的特点及应用
非晶合金的结构特点
(1)结构长程无序。晶体结构的特点是其点阵周期性。
非晶态合金是一种无序结构,其原子排列不再具有长
程周期性,如“晶格点”、“晶格常数”、“晶粒”
等概念都失去了固有意义。
(2)短程有序。在非晶态合金中,最近邻原子间距与晶
体的差距很小,配位数也很相近,但是,在次近邻原子的
大块非晶合金
与传统非晶合金相比，具有很强的玻璃形成能力，
制备工艺简单，可通过金属模铸、石英管水淬、
真空吸铸等方法制备；
性能：高屈服强度、大弹性应变极限、低弹性模
量、高硬度、抗疲劳、耐磨、耐腐蚀性、理想的
磁学性能和独特的膨胀特性等
应用：在微电子、医疗器件、航空、军事、能源、
机械、运动器材等上得到应用。
16
三、非晶态合金的制备
17
三、非晶态合金的制备
骤冷法：—最主要的方法
基本原理：先将金属或合金加热熔融成液态，然
后通过各种不同途径使它们以105～108K/s的高速冷 却，致使液态金属的无序结构得以保存下来而形成 非晶态。（冷却速率决定了非晶化程度） 通常具有高硬度、高强度、高耐蚀性和优异的电
45
非晶合金发展及展望
非晶合金的研究方向:
(1)通过非晶相的晶化获得纳晶相,得到纳米弥散分布
21
四、非晶态合金的种类
按组成元素不同分为两类 金属+金属型非晶态合金 主要是含Zr,如Cu(Fe、Ni、Pd、Co等)-Zr等。 金属+类金属型非晶态合金 过渡族金属与Si/B/P/C等类金属组成的二元和三元 或多元非晶合金。 类金属的加入增加金属形成非晶结构的稳定性
22
四、非晶态合金的种类
37
五、非晶态合金的特点及应用
非晶态合金表面能高,高的活性和较强的活化能力， 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。
38
五、非晶态合金的特点及应用
某种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。 有些非晶合金储氢后非晶态结构稳定，但原子间 距膨胀；
有的非晶储氢后变为晶态。由于吸氢反应时放热
30
五、非晶态合金的特点及应用
非晶合金的性能及应用
a. 力学性能：高强度、高韧性和高耐磨性
非晶态合金中原子间的键合比一般的晶态合金中强
得多，而且非晶中不会由于位错的运动而产生滑移，
因此某些非晶材料具有极高的强度。
非晶Fe80B20的抗拉强度为3.63GPa
非晶Fe60CrMo6B28的抗拉强度为4.5GPa
国内外非晶合金开发最多的是作为软磁材料的
一类。
化学成分上的共同点：
由两类元素组成：一类是铁磁性元素（铁、钴、
镍或者它们的组合），用来产生磁性；另一类 是硅、硼、碳等，称为类金属或玻璃化元素， 合金的熔点比纯金属降低了很多。
23
四、非晶态合金的种类
磁性非晶合金可以从化学成分上划分成以下几
耐蚀性、催化作用、储氢材料。
36
五、非晶态合金的特点及应用
耐蚀性远优于不锈钢，是因为其表面易形成薄而
致密的钝化膜；同时其结构均匀，没有金易产生引起电化
学腐蚀的阴、阳两极。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.
FeCl3溶液中：钢完全不耐腐蚀．而Fe-Cr非晶态 合金基本上不腐蚀 H2SO4溶液中：Fe-Cr非晶态合金的腐蚀率是不 锈钢的千分之一左右。
非晶态合金
主要内容
非晶态合金 非晶态合金的发展历史 非晶态合金的制备 非晶态合金的种类
非晶态合金性能特点及应用
非晶合金发展及展望
2
一、非晶态合金的介绍
物质就其原子排列方式来说，可以划分为晶体和非晶
体两类。
有序结构:晶体为典型的有序结构.常见的金属和合
金晶态材料
无序结构:气体、液体和木材、塑料玻璃等非晶态材
空干燥而得。 沉积法：通过蒸发、溅射、电解等方法使金属原 子凝聚或沉积而成。优点：设备简单、操作方便、 成本低、生产条件和工艺参数易于控制、能在形状 复杂的表面沉积。
20
三、非晶态合金的制备
化学镀法
基本原理：利用激光、离子注入、喷镀、爆炸成
型等方法使材料结构无序化。
广泛用于制造各种特殊的功能材料
8
二、非晶态合金的发展历史
1976年，美国联信公司生产出10mm宽的非晶态 合金带材，到1994年已经达到年产4万吨的能力。
目前美国能生产出最大宽度达217mm的非晶带材
2000年9月20日，在钢铁研究总院的非晶带材生 产线上成功地喷出了宽220mm、表面质量良好的 非晶带材，它标志着我国在该材料的研制和生产
41
真空熔铸设备：利用 负压将熔融金属吸入 铸型（结晶器）的铸 造方法。
42
六、非晶合金发展及展望
43
六、非晶合金发展及展望
44
非晶合金发展及展望
大块非晶的脆性问题：
具有优异的力学性能，高强度和硬度、耐磨、抗
疲劳等，但易脆性断裂
可以采用“喷丸”的方法，对其表面进行处理，
可以有效提高大块非晶材料的塑性。
上达到国际先进水平。
9
三、非晶态合金的制备
非晶态的基本特征是其构成的原子或分子在很大程 度上的排列混乱，体系的自由能比对应的晶态要高。 是一种热力学意义上的亚稳态。 制备原理： 第一，使液态金属以大于临界冷却速度急速冷却， 使结晶过程受阻而形成非晶态； 第二，将热力学上的非平衡态保存下来，冷却到玻 璃态转变温度以下而不向晶态转变。
的，由于发热使非晶升温产生晶化。
39
五、非晶态合金的特点及应用
e.光学性能
由于其特殊的电子状态而具有优异的对太阳能的
吸收能力，用作高效率的太阳能吸收器。 非晶态合金具有良好的抗辐射(中子、γ射线等)能
力,使其在火箭、宇航、核反应堆、受控热核反应等
领域具有特殊的应用前景。
40
六、非晶合金发展及展望
15
三、非晶态合金的制备
对于合金而言，获得非晶态的临界冷速与合金的成
分、合金中原子间的键合特性、电子结构、组元的
原子尺寸差异以及相应的晶态相的结构等因素有关， 为获得非晶态金属主要有两个途径： ①研究具有低的Vc的合金系统，以便得到形成非 晶态的较为便利的条件。 ②发展快速冷却的技术．以满足获得非晶态金属 的技术需要。
比较弱，价格较贵，但导磁率比较高，可以代替硅
钢片或者坡莫合金，用作高要求的中低频变压器铁
芯，例如漏电开关互感器。
26
四、非晶态合金的种类
钴基非晶合金
由钴和硅、硼等组成，有时为了获得某些特殊的
性能还添加其它元素，由于含钴，价格很贵，磁性
较弱，但导磁率极高，一般用在要求严格的军工电
源中的变压器、电感等，替代坡莫合金和铁氧体。
料
气体相当于物质的稀释态，液体和固体相当于凝聚态。
3
一、非晶态合金的介绍
长程有序态和短程有序
晶体中原子的排列是长程有序的。
非晶态材料基本上是无序结构。
然而，当用XRD研究非晶态材料时会发现．在很小的
范围内，如几个原子构成的小集团,原子的排列具
有一定规则，称为短程有序。
4
一、非晶态合金的介绍
磁性能。
18
三、非晶态合金的制备
真空蒸发法
基本原理：在真空中将材料加热蒸发，蒸气沉积
在冷却的基板衬底形成非晶薄膜。 （玻璃、金属、石英等）
特点：操作简单、适合制备纯金属或半导体；合
金品种受到限制，成分难以控制，可能夹带杂质
19
三、非晶态合金的制备
化学还原法：利用强还原剂将金属盐水溶液中的
金属离子还原而得到非晶态沉淀物,经多次洗涤和真
10
三、非晶态合金的制备
制备非晶合金的关键问题： 第一，必须形成原子（分子）混乱排列的状态-非 晶态； 第二，将热力学上的非平衡态保存下来，而不向晶 态转变。
11
三、非晶态合金的制备
制备方法分类：
由气相直接凝固成非晶态固体，
如真空蒸发、溅射、化学气相 沉积法等；用来制备薄膜； 由液态快速淬火成非晶态固体， 应用最广泛； 由结晶材料通过辐射、离子注 入、冲击波等方法制得非晶态
大类：
铁基非晶合金、铁镍基非晶合金、钴基非晶合金 、
铁基纳米晶合金
24
四、非晶态合金的种类
铁基非晶合金：
主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是
磁性强、软磁性能优于硅钢片，价格便宜，最适合
替代硅钢片，作为变压器的铁芯。
25
四、非晶态合金的种类
铁镍基非晶合金
主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成，它们的磁性
却的问题；
不同的物质形成非晶态所需要的冷却速度大不相同。
例如，普通的玻璃只要慢慢冷却下来，得到的玻璃
就是非晶态的。而单一的金属则需要每秒高达一亿
度以上的冷却速度才能形成非晶态。单一的金属难
以从生产上制成非晶态。
6
一、非晶态合金的介绍
为了获得非晶态的合金，一般将金属与其它物质混
合形成合金，具有两个重要性质：
27
四、非晶态合金的种类
铁基纳米晶合金
由铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌等组成，其中铜
和铌是获得纳米晶结构必不可少的元素。
它们首先被制成非晶带材，然后经过适当退火，形
成微晶和非晶的混合组织，晶粒尺寸仅有10-20nm。
虽然便宜，但磁性能极好，几乎能够和钴基非晶合金
相媲美。 非晶合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称 为纳米晶合金（超微晶合金）
32
五、非晶态合金的特点及应用
b. 特殊的电学性能 非晶态合金电阻率高,一般为晶态的2~5倍,在变压
器铁芯材料中利用这一特点可降低铁损。
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。
33
五、非晶态合金的特点及应用
c.优良的磁性：由于非晶合金原子排列无序，没有晶 体的各向异性，而且电阻率高，因此具有高的导磁率、 低矫顽力、低的损耗，是优良的软磁材料，代替硅钢 和铁氧体等作为变压器铁芯，可以大大提高变压器效 率、缩小体积、减轻重量、降低能耗。 目前研究最深入、应用最广泛、最引人注目的新型功 能材料。
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——晶体。
金属或合金的凝固速度非常快，原子来不及整齐排
列便被冻结住了，最终的原子排列方式类似于液体
是混乱的——非晶合金。原子的混乱排列情况类似
于玻璃，所以又称为金属玻璃。
5
一、非晶态合金的介绍
产生非晶态合金的技术关键之一，就是如何快速冷
关系上就可能有显著的差别。
29
五、非晶态合金的特点及应用
(3)结构成分均匀。
结构均匀, 没有像晶体的结构缺陷,如晶界、孪晶、
晶格缺陷、位错、层错等; 成分均匀,在非晶态合金的形成过程中,无晶体的析 出物、偏析以及其它成分变化。 (4) 结构处于热力学上的非平衡态, 总有进一步转变
为稳定晶态的倾向。
五、非晶态合金的特点及应用
非晶合金的磁性能实际上是其最主要的应用领域。 非晶合金具有很宽的化学成分范围，而且即使同一种 材料，通过不同的后续处理能够很容易地获得所需要 的磁性。所以非晶合金的磁性能是非常灵活的，选择
余地很大，为电力电子元器件的选材提供了方便。
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五、非晶态合金的特点及应用
d. 优异的化学性能
材料
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三、非晶态合金的制备
如果液态金属以高于
Vc的临界冷速冷却时，
可以完全阻止晶体的
形成，把液态金属
“冻结”到低温，形 成非晶态的固体金属
13
三、非晶态合金的制备
14
三、非晶态合金的制备
对于纯金属，其C曲线的最短时间约为10-6S，因 此纯金属必须以大约每秒1010/K的速度冷却时才可 能获得非晶态。 因此在实际工程中，无法得到非晶态的纯金属。
目前的超高强度钢的抗拉强度大约为1.6GPa
31
五、非晶态合金的特点及应用
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。
如高耐磨音频视频磁头在高档录音、录相机中广泛 应用 采用非晶态合金制备的非晶丝复合强化的高尔夫 球杆、钓鱼杆已经面市。 非晶态合金材料还广泛用于轻、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。
第一，合金的熔点远低于纯金属，例如纯铁的熔点 为1538度，而铁硅硼合金的熔点一般为1200度以下； 第二，由于原子的种类多了，合金在液体时它们的 原子更加难以移动，在冷却时更加难以整齐排列，也
就是说更加容易被“冻结”成非晶
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二、非晶态合金的发展历史
1934年德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶 态合金膜，很难单独研究其特性，未引起重视。 1969年，美国人庞德和马丁研究了生产非晶态合 金带材的技术，为规模生产奠定了技术基础。
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五、非晶态合金的特点及应用
非晶合金的结构特点
(1)结构长程无序。晶体结构的特点是其点阵周期性。
非晶态合金是一种无序结构,其原子排列不再具有长
程周期性,如“晶格点”、“晶格常数”、“晶粒”
等概念都失去了固有意义。
(2)短程有序。在非晶态合金中,最近邻原子间距与晶
体的差距很小,配位数也很相近,但是,在次近邻原子的
大块非晶合金
与传统非晶合金相比，具有很强的玻璃形成能力，
制备工艺简单，可通过金属模铸、石英管水淬、
真空吸铸等方法制备；
性能：高屈服强度、大弹性应变极限、低弹性模
量、高硬度、抗疲劳、耐磨、耐腐蚀性、理想的
磁学性能和独特的膨胀特性等
应用：在微电子、医疗器件、航空、军事、能源、
机械、运动器材等上得到应用。
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三、非晶态合金的制备
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三、非晶态合金的制备
骤冷法：—最主要的方法
基本原理：先将金属或合金加热熔融成液态，然
后通过各种不同途径使它们以105～108K/s的高速冷 却，致使液态金属的无序结构得以保存下来而形成 非晶态。（冷却速率决定了非晶化程度） 通常具有高硬度、高强度、高耐蚀性和优异的电
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非晶合金发展及展望
非晶合金的研究方向:
(1)通过非晶相的晶化获得纳晶相,得到纳米弥散分布
21
四、非晶态合金的种类
按组成元素不同分为两类 金属+金属型非晶态合金 主要是含Zr,如Cu(Fe、Ni、Pd、Co等)-Zr等。 金属+类金属型非晶态合金 过渡族金属与Si/B/P/C等类金属组成的二元和三元 或多元非晶合金。 类金属的加入增加金属形成非晶结构的稳定性
22
四、非晶态合金的种类
37
五、非晶态合金的特点及应用
非晶态合金表面能高,高的活性和较强的活化能力， 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。
38
五、非晶态合金的特点及应用
某种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。 有些非晶合金储氢后非晶态结构稳定，但原子间 距膨胀；
有的非晶储氢后变为晶态。由于吸氢反应时放热
30
五、非晶态合金的特点及应用
非晶合金的性能及应用
a. 力学性能：高强度、高韧性和高耐磨性
非晶态合金中原子间的键合比一般的晶态合金中强
得多，而且非晶中不会由于位错的运动而产生滑移，
因此某些非晶材料具有极高的强度。
非晶Fe80B20的抗拉强度为3.63GPa
非晶Fe60CrMo6B28的抗拉强度为4.5GPa
国内外非晶合金开发最多的是作为软磁材料的
一类。
化学成分上的共同点：
由两类元素组成：一类是铁磁性元素（铁、钴、
镍或者它们的组合），用来产生磁性；另一类 是硅、硼、碳等，称为类金属或玻璃化元素， 合金的熔点比纯金属降低了很多。
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四、非晶态合金的种类
磁性非晶合金可以从化学成分上划分成以下几
耐蚀性、催化作用、储氢材料。
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五、非晶态合金的特点及应用
耐蚀性远优于不锈钢，是因为其表面易形成薄而
致密的钝化膜；同时其结构均匀，没有金易产生引起电化
学腐蚀的阴、阳两极。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.
FeCl3溶液中：钢完全不耐腐蚀．而Fe-Cr非晶态 合金基本上不腐蚀 H2SO4溶液中：Fe-Cr非晶态合金的腐蚀率是不 锈钢的千分之一左右。
非晶态合金
主要内容
非晶态合金 非晶态合金的发展历史 非晶态合金的制备 非晶态合金的种类
非晶态合金性能特点及应用
非晶合金发展及展望
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一、非晶态合金的介绍
物质就其原子排列方式来说，可以划分为晶体和非晶
体两类。
有序结构:晶体为典型的有序结构.常见的金属和合
金晶态材料
无序结构:气体、液体和木材、塑料玻璃等非晶态材
空干燥而得。 沉积法：通过蒸发、溅射、电解等方法使金属原 子凝聚或沉积而成。优点：设备简单、操作方便、 成本低、生产条件和工艺参数易于控制、能在形状 复杂的表面沉积。
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三、非晶态合金的制备
化学镀法
基本原理：利用激光、离子注入、喷镀、爆炸成
型等方法使材料结构无序化。
广泛用于制造各种特殊的功能材料
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二、非晶态合金的发展历史
1976年，美国联信公司生产出10mm宽的非晶态 合金带材，到1994年已经达到年产4万吨的能力。
目前美国能生产出最大宽度达217mm的非晶带材
2000年9月20日，在钢铁研究总院的非晶带材生 产线上成功地喷出了宽220mm、表面质量良好的 非晶带材，它标志着我国在该材料的研制和生产
41
真空熔铸设备：利用 负压将熔融金属吸入 铸型（结晶器）的铸 造方法。
42
六、非晶合金发展及展望
43
六、非晶合金发展及展望
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非晶合金发展及展望
大块非晶的脆性问题：
具有优异的力学性能，高强度和硬度、耐磨、抗
疲劳等，但易脆性断裂
可以采用“喷丸”的方法，对其表面进行处理，
可以有效提高大块非晶材料的塑性。
上达到国际先进水平。
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三、非晶态合金的制备
非晶态的基本特征是其构成的原子或分子在很大程 度上的排列混乱，体系的自由能比对应的晶态要高。 是一种热力学意义上的亚稳态。 制备原理： 第一，使液态金属以大于临界冷却速度急速冷却， 使结晶过程受阻而形成非晶态； 第二，将热力学上的非平衡态保存下来，冷却到玻 璃态转变温度以下而不向晶态转变。
的，由于发热使非晶升温产生晶化。
39
五、非晶态合金的特点及应用
e.光学性能
由于其特殊的电子状态而具有优异的对太阳能的
吸收能力，用作高效率的太阳能吸收器。 非晶态合金具有良好的抗辐射(中子、γ射线等)能
力,使其在火箭、宇航、核反应堆、受控热核反应等
领域具有特殊的应用前景。
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六、非晶合金发展及展望
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三、非晶态合金的制备
对于合金而言，获得非晶态的临界冷速与合金的成
分、合金中原子间的键合特性、电子结构、组元的
原子尺寸差异以及相应的晶态相的结构等因素有关， 为获得非晶态金属主要有两个途径： ①研究具有低的Vc的合金系统，以便得到形成非 晶态的较为便利的条件。 ②发展快速冷却的技术．以满足获得非晶态金属 的技术需要。
比较弱，价格较贵，但导磁率比较高，可以代替硅
钢片或者坡莫合金，用作高要求的中低频变压器铁
芯，例如漏电开关互感器。
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四、非晶态合金的种类
钴基非晶合金
由钴和硅、硼等组成，有时为了获得某些特殊的
性能还添加其它元素，由于含钴，价格很贵，磁性
较弱，但导磁率极高，一般用在要求严格的军工电
源中的变压器、电感等，替代坡莫合金和铁氧体。
料
气体相当于物质的稀释态，液体和固体相当于凝聚态。
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一、非晶态合金的介绍
长程有序态和短程有序
晶体中原子的排列是长程有序的。
非晶态材料基本上是无序结构。
然而，当用XRD研究非晶态材料时会发现．在很小的
范围内，如几个原子构成的小集团,原子的排列具
有一定规则，称为短程有序。
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一、非晶态合金的介绍
磁性能。
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三、非晶态合金的制备
真空蒸发法
基本原理：在真空中将材料加热蒸发，蒸气沉积
在冷却的基板衬底形成非晶薄膜。 （玻璃、金属、石英等）
特点：操作简单、适合制备纯金属或半导体；合
金品种受到限制，成分难以控制，可能夹带杂质
19
三、非晶态合金的制备
化学还原法：利用强还原剂将金属盐水溶液中的
金属离子还原而得到非晶态沉淀物,经多次洗涤和真
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三、非晶态合金的制备
制备非晶合金的关键问题： 第一，必须形成原子（分子）混乱排列的状态-非 晶态； 第二，将热力学上的非平衡态保存下来，而不向晶 态转变。
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三、非晶态合金的制备
制备方法分类：
由气相直接凝固成非晶态固体，
如真空蒸发、溅射、化学气相 沉积法等；用来制备薄膜； 由液态快速淬火成非晶态固体， 应用最广泛； 由结晶材料通过辐射、离子注 入、冲击波等方法制得非晶态
大类：
铁基非晶合金、铁镍基非晶合金、钴基非晶合金 、
铁基纳米晶合金
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四、非晶态合金的种类
铁基非晶合金：
主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是
磁性强、软磁性能优于硅钢片，价格便宜，最适合
替代硅钢片，作为变压器的铁芯。
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四、非晶态合金的种类
铁镍基非晶合金
主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成，它们的磁性
却的问题；
不同的物质形成非晶态所需要的冷却速度大不相同。
例如，普通的玻璃只要慢慢冷却下来，得到的玻璃
就是非晶态的。而单一的金属则需要每秒高达一亿
度以上的冷却速度才能形成非晶态。单一的金属难
以从生产上制成非晶态。
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一、非晶态合金的介绍
为了获得非晶态的合金，一般将金属与其它物质混
合形成合金，具有两个重要性质：
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四、非晶态合金的种类
铁基纳米晶合金
由铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌等组成，其中铜
和铌是获得纳米晶结构必不可少的元素。
它们首先被制成非晶带材，然后经过适当退火，形
成微晶和非晶的混合组织，晶粒尺寸仅有10-20nm。
虽然便宜，但磁性能极好，几乎能够和钴基非晶合金
相媲美。 非晶合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称 为纳米晶合金（超微晶合金）
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五、非晶态合金的特点及应用
b. 特殊的电学性能 非晶态合金电阻率高,一般为晶态的2~5倍,在变压
器铁芯材料中利用这一特点可降低铁损。
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。
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五、非晶态合金的特点及应用
c.优良的磁性：由于非晶合金原子排列无序，没有晶 体的各向异性，而且电阻率高，因此具有高的导磁率、 低矫顽力、低的损耗，是优良的软磁材料，代替硅钢 和铁氧体等作为变压器铁芯，可以大大提高变压器效 率、缩小体积、减轻重量、降低能耗。 目前研究最深入、应用最广泛、最引人注目的新型功 能材料。
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——晶体。
金属或合金的凝固速度非常快，原子来不及整齐排
列便被冻结住了，最终的原子排列方式类似于液体
是混乱的——非晶合金。原子的混乱排列情况类似
于玻璃，所以又称为金属玻璃。
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一、非晶态合金的介绍
产生非晶态合金的技术关键之一，就是如何快速冷
关系上就可能有显著的差别。
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五、非晶态合金的特点及应用
(3)结构成分均匀。
结构均匀, 没有像晶体的结构缺陷,如晶界、孪晶、
晶格缺陷、位错、层错等; 成分均匀,在非晶态合金的形成过程中,无晶体的析 出物、偏析以及其它成分变化。 (4) 结构处于热力学上的非平衡态, 总有进一步转变
为稳定晶态的倾向。