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。
六、其他
当然了，金属玻璃也不是完美无缺的，非晶态合金虽 有许多特殊的优点,但这是在保持非晶态结构的前提下 才具备的。如果非晶态结构消失,那么其优良的性能也 将丧失。然而非晶态合金的非晶态结构又恰恰是热力 学上的不稳定的态,当外部条件改变时,非晶态合金的 结构就会发生结构豫施和晶化的转变。
六、其他
若快速凝固，则阻止金属熔体中晶体相的形成,使原子来不及 形成有序排列的晶体结构,这样金属熔体原子无序的混乱排列 状态就被冻结下来.就会形成金属玻璃
用简图表述玻璃金属生成过程 Nhomakorabea金属冷却
二、与金属和玻璃的区别与联系
金属玻璃，不像玻璃，其主要成分是金属元素，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。 相对于金属而言，它是无定型材料，和玻璃相类似；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。金属玻璃具有金属光泽，可以弯曲，外观上 普通金属材料没有太大的区别
五、应用及前景
日常生活中，高强度的金属玻璃已被应用 于滑雪、网球、高尔夫球拍、自行车、潜 水装置等体育装备上；磁敏感的金属玻璃 也用于书、光盘的防盗标签。相信在不久 的将来，随着其制备工艺和研究进展，我 们将可以看到金属玻璃制成的手表表壳、 高档手机、手提电脑外壳，以及在汽车重 要部件上的应用。 相关媒体报道，新一代iPhone的机壳可能 要使用金属玻璃
金属玻璃
——一种极具发展前景的一种新型材料
Contents
一、定义（definition） 二、与普通材料的区别与联系
三、生产工艺和其机理
四、性能及特点
五、用途及其前景
一、定义
金属玻璃(又称非晶合金)是采用现代快速凝固冶金技术合成 的,兼有一般金属和玻璃优异的力学、物理和化学性能的新型 合金材料.金属玻璃中的“金属”,是指这种材料是由金属原 材料熔炼而成;“玻璃”不是指我们日常生活中常见的“玻 璃”,而是指这种材料的结构是一种玻璃态结构. 一般情况下,金属合金普通冷却过程中会结晶,材料内部原子 会遵循一定的规则有序排列,这样凝固而成的合金是常见的钢 铁等晶态金属材料.
四、性能及其特点
金属玻璃拥有无序的原子结构，这和普通金属中的原子晶格结构完全 不同。 这种无序的原子结构决定了金属玻璃拥有很多晶态金属无法企及的优 越性质，比如高强度、高弹性、高硬度、耐腐蚀、耐摩擦等等。有句 话说，金属玻璃“比塑料易塑，比钢还刚”。那么金属玻璃的强度有 多高呢？金属玻璃家族的屈服强度分布于从0.5GPa到6GPa的范围，而 已知的铁基或钴基金属玻璃强度一般为3~6GPa。 这个数字是什么概 念呢？ 假如拿一个重约1.5吨的小汽车来说，如果用普通钢材支撑它， 大概需要7~10根直径2毫米的钢筋，而改用铁基金属玻璃我们只需要1 根就够了
金属玻璃做外装材料的优缺点
金属玻璃发展的的几个问题
液体可以用两种方式固化：一种是不连续地固化成为晶态固体；另 一种是连续固化而成为非晶态固体即玻璃。在通常情况下，液体冷 却到熔点处会结晶而发生体积和热焓的突变。但是如果冷却速度足 够快，则在熔点以下不会结晶，而成为过冷液体，并在玻璃转变温 度以下成为非晶态固体。 要想获得金属玻璃，就要采用制备非晶态固体材料的通用方法—— 急速冷却方法，要求必须冷却得“足够低”和“足够快”。“足够 低”的意思是，必须将温度冷却至金属成为非晶态固体的程度； “足够快”的意思是，降温过程中，液体是处于形成晶核和晶核长 大的“危险之中” 的，故应极快越过危险温区并到达非晶固态的安 全区，避免结晶过程发生而得到玻璃。 达到“足够低”“足够快”两个条件，在实验中是困难的，在生产 中更是难以达到的。
四、性能及其特点
在电影《终结者2》中，邪恶的机器人是由一种液态金属制成 的，他能够毫不费力地从人形变为直升飞机或者其他任何形状 的东西，甚至可以从门缝下轻松地流过去 那为什么这些机器人可以变形，甚至自我修复呢？ 一般来说， 物质有三种状态：固态、液态、气态。 固态形状稳定，而液 态和气态可以自修复，而玻璃是固体，加热转化为液态，这个 过程称为玻璃化转变。对于同一物质的玻璃态和晶态来说（， 其玻璃转变温度大约是熔化温度的0.5~0.6倍。因此，和晶态 相比，玻璃态更易转化成液态从而发生自愈合。
二、与金属和玻璃的区别与联系
对于金属玻璃来说，其结构特征主要体现在原子最近 邻排列的短程有序、原子团簇排列的中程有序以及一 部分“自由体积”。因此，金属玻璃的性能本征上依 赖于其原子尺度上的结构变化。
三、生产工艺和其机理
20世纪90年代以来,非晶态合金的制备技术取得突破性进展, 制备的方法多种多样,各有特点。一系列非晶态合金,如Fe系、 Zr系、Pd系、Cu系等具有极低临界冷速(几百K/s)的非晶态合 金相继开发出来。归纳起来有几大类:液态淬火法、原子沉积 法、激光加热法、离子注入法
(1)结构豫施和晶化。当受热或者外加施力,非晶态合金的结构会发 生原子重组排列。如果原子发生局部的重新排列,仍属于非晶态结构, 就称结构豫施。当温度高于晶化温度Tcr,非晶态合金的原子就会克 服势垒重新排列成稳定的晶态结构,这就是非晶态合金的晶化。 (2)非晶态合金的稳定化。现在人们正在探索非晶态合金稳定的各种 方法。主要思路有两点:一是稳定非晶态结构,如把新制得的非晶态 合金重新加热到低于晶化温度Tcr并保温,使其非晶态结构进行近程 重组,释放内能,消除原子结构的一些缺陷,稳定原子结构,从而达到 稳定化的作用;二是加入一些合金元素来阻碍原子的扩散和重组,也 可以稳定非晶态。