非晶態(tài)合金(Amorphous_Alloys)ppt課件

1、12l晶體是指原子呈長程有序排列的固體。非晶態(tài)是指原子呈長程無序排列的狀態(tài)。具晶體是指原子呈長程有序排列的固體。非晶態(tài)是指原子呈長程無序排列的狀態(tài)。具有非晶態(tài)結構的合金稱為非晶態(tài)合金有非晶態(tài)結構的合金稱為非晶態(tài)合金(或稱金屬玻璃或稱金屬玻璃)。l通常認為，傳統(tǒng)的金屬材料都是以晶態(tài)形式出現(xiàn)的。通常認為，傳統(tǒng)的金屬材料都是以晶態(tài)形式出現(xiàn)的。 因此，近些年來非晶態(tài)合金的出現(xiàn)引因此，近些年來非晶態(tài)合金的出現(xiàn)引起人們的極大興趣，成為金屬材料起人們的極大興趣，成為金屬材料的一個新領域。的一個新領域。 Metallic Glass Powder 3非晶體非晶體晶體晶體45l1934年德國人克雷默采用蒸發(fā)沉積

2、法制備出非晶態(tài)合金。年德國人克雷默采用蒸發(fā)沉積法制備出非晶態(tài)合金。l1950年，布倫納用電沉積法制備出了年，布倫納用電沉積法制備出了NiP非晶態(tài)合金。非晶態(tài)合金。l1960年，年，DUWEZ等人從熔融金屬急冷制成了金屬玻璃并開始進行研究。等人從熔融金屬急冷制成了金屬玻璃并開始進行研究。l1969年，美國人龐德和馬丁研究了生產非晶態(tài)合金帶材的技術，為規(guī)模生年，美國人龐德和馬丁研究了生產非晶態(tài)合金帶材的技術，為規(guī)模生產奠定了技術基礎。產奠定了技術基礎。l1976年，美國聯(lián)信公司生產出年，美國聯(lián)信公司生產出10mm寬的非晶態(tài)合金帶材，到寬的非晶態(tài)合金帶材，到1994年已經年已經達到年產達到年產4萬噸

3、的能力。目前美國能生產出最大寬度達萬噸的能力。目前美國能生產出最大寬度達217mm的非晶帶材。的非晶帶材。l2000年年9月月20日，在鋼鐵研究總院的非晶帶材生產線上成功地噴出了寬日，在鋼鐵研究總院的非晶帶材生產線上成功地噴出了寬220mm、表面質量良好的非晶帶材，它標志著我國在該材料的研制和生產、表面質量良好的非晶帶材，它標志著我國在該材料的研制和生產上達到國際先進水平。上達到國際先進水平。 6l目前可以通過熔體急冷而制成的非晶態(tài)合金已有很多種，典型的有目前可以通過熔體急冷而制成的非晶態(tài)合金已有很多種，典型的有Fe40Ni40B20、Fe77Si13B10、CoxZr1-x、Zr47Ti8C

4、u7.5Ni10Be27.5 (塊狀合金塊狀合金)、 Fe80B20等。等。Fe80B20結構結構非晶合金帶非晶合金帶7l液態(tài)金屬不發(fā)生結晶的最小冷卻速度稱作臨界冷卻速度液態(tài)金屬不發(fā)生結晶的最小冷卻速度稱作臨界冷卻速度RC。從理論上講，只要冷速。從理論上講，只要冷速足夠大足夠大(大于大于RC)，所有金屬都可獲得非晶態(tài)。但目前能獲得的最大冷速為，所有金屬都可獲得非晶態(tài)。但目前能獲得的最大冷速為106/秒，秒，因此臨界冷速小于因此臨界冷速小于106/秒的純金屬尚無秒的純金屬尚無法制得非晶態(tài)。熔體在大于臨界法制得非晶態(tài)。熔體在大于臨界冷速冷卻時原子擴散能力顯著下冷速冷卻時原子擴散能力顯著下降，最后被

5、凍結成非晶態(tài)的固體。降，最后被凍結成非晶態(tài)的固體。固化溫度固化溫度Tg稱玻璃化溫度稱玻璃化溫度.非晶非晶CCT曲線曲線89l體積、熱焓、熵在體積、熱焓、熵在Tg處連續(xù)，但斜率發(fā)生處連續(xù)，但斜率發(fā)生變化；變化；l比熱和熱膨脹系數在比熱和熱膨脹系數在Tg處不連續(xù)。處不連續(xù)。lTg與冷速與冷速有關有關,冷速冷速越快，越快，Tg越高。越高。10l非晶態(tài)形成條件非晶態(tài)形成條件:l冷卻速度：利用金屬和合金非晶態(tài)形成的冷卻速度：利用金屬和合金非晶態(tài)形成的TTT曲線或曲線或CCT曲線可估算或確定曲線可估算或確定 RC：RC =(Tm-Tn)/tn（Tm為熔點，為熔點，Tn 、 tn分別為分別為C曲線鼻尖所對應

6、的溫度和時間）曲線鼻尖所對應的溫度和時間）11l化學成分：組元間電負性與原子尺寸相差越大化學成分：組元間電負性與原子尺寸相差越大(10% 20%), 越容易形成非晶態(tài)。因越容易形成非晶態(tài)。因而過度族金屬或貴金屬與類金屬而過度族金屬或貴金屬與類金屬 (B、C、N、Si、P)、稀土金屬與過度族金屬、后、稀土金屬與過度族金屬、后過度族金屬與前過度族金屬組成的合金易于形成非晶過度族金屬與前過度族金屬組成的合金易于形成非晶.Al-Y-M合金合金非晶形成的成非晶形成的成分范圍分范圍Al-Y相相圖圖12l熔點和玻璃化溫度之差熔點和玻璃化溫度之差 T ： T =Tm-Tg ， T越小，越小， 形成非晶傾向越大

7、。形成非晶傾向越大。 因而，成分位因而，成分位于共晶點附近的合金易于形成非晶于共晶點附近的合金易于形成非晶.l*說明：右圖中橫坐標為說明：右圖中橫坐標為A、B兩組兩組元電負性差的絕對值；縱坐標為元電負性差的絕對值；縱坐標為A、B原子因極化作用而引起的效應。原子因極化作用而引起的效應。13l1、氣態(tài)急冷法：、氣態(tài)急冷法：l氣態(tài)急冷法一般稱為氣相沉積法氣態(tài)急冷法一般稱為氣相沉積法(PVD和和CVD)，PVD主要包括濺射法和蒸發(fā)法，這兩種方法都在主要包括濺射法和蒸發(fā)法，這兩種方法都在真空中進行。真空中進行。l濺射法是通過在電場中加速的粒子轟擊用母材制濺射法是通過在電場中加速的粒子轟擊用母材制成的靶（

8、陰極成的靶（陰極)，使被激發(fā)的物質脫離母材而沉積，使被激發(fā)的物質脫離母材而沉積在用液氮冷卻的基板表面上而形成非晶態(tài)薄膜。在用液氮冷卻的基板表面上而形成非晶態(tài)薄膜。 磁控濺射非晶合金磁控濺射非晶合金薄膜薄膜14l發(fā)蒸法是將合金母材加熱汽化，所產生的蒸汽沉積在冷卻的基板上而形成非晶發(fā)蒸法是將合金母材加熱汽化，所產生的蒸汽沉積在冷卻的基板上而形成非晶薄膜。這兩種方法制得的非晶材料只能是小片的薄膜，不能進行工業(yè)生產薄膜。這兩種方法制得的非晶材料只能是小片的薄膜，不能進行工業(yè)生產,但由但由于其可制成非晶范圍較寬，因而可用于研究。于其可制成非晶范圍較寬，因而可用于研究。物理氣相沉積設備物理氣相沉積設備15

9、l2、熔體態(tài)急冷法：、熔體態(tài)急冷法：l目前最常用的液態(tài)急冷法是旋輥急冷法，分為單輥法和雙輥法。單輥法是將試塊目前最常用的液態(tài)急冷法是旋輥急冷法，分為單輥法和雙輥法。單輥法是將試塊放入石英坩堝中，在氬氣保護下用高頻感應加熱使其熔化，再用氣壓將熔融金屬放入石英坩堝中，在氬氣保護下用高頻感應加熱使其熔化，再用氣壓將熔融金屬從管底部的扁平口噴出，落在高速旋轉的銅輥輪上，經過急冷立即形成很薄的非從管底部的扁平口噴出，落在高速旋轉的銅輥輪上，經過急冷立即形成很薄的非晶帶。晶帶。 161718鐵基鐵基鐵鎳基鐵鎳基19l離心法和單輥法由于單面接觸冷卻，尺寸精度和表離心法和單輥法由于單面接觸冷卻，尺寸精度和表面

10、光潔度不理想，但產品寬度可達面光潔度不理想，但產品寬度可達10mm以上，長度以上，長度可達可達100m以上；雙輥法尺寸精度好，但調節(jié)比較困以上；雙輥法尺寸精度好，但調節(jié)比較困難，只能制作寬度在難，只能制作寬度在10mm以下的薄帶。以下的薄帶。非晶態(tài)合金生產線示意圖非晶態(tài)合金生產線示意圖澆注澆注機機測量系測量系統(tǒng)統(tǒng)卷帶卷帶機機非晶合金非晶合金絲材內圓水紡制備過絲材內圓水紡制備過程程水水2021l3、非晶態(tài)合金塊材制備方法、非晶態(tài)合金塊材制備方法l大塊非晶合金主要通過調整成分來獲得強的非晶形成能力。大塊非晶合金主要通過調整成分來獲得強的非晶形成能力。Inoue 等人提出了三條簡等人提出了三條簡單的

11、經驗性規(guī)律：單的經驗性規(guī)律：l為了控制冷卻過程中的非均勻形核：一要提高合為了控制冷卻過程中的非均勻形核：一要提高合金的純度，減少雜質；二要采用高純惰性氣體保金的純度，減少雜質；二要采用高純惰性氣體保護，盡量減少含氧量。護，盡量減少含氧量。l合金系由三個以上組元組成；合金系由三個以上組元組成；l主要組元的原子有主要組元的原子有12%以上的原子尺寸差；以上的原子尺寸差；l各組元間有大的負混合熱；各組元間有大的負混合熱；22l可從圖中對比結晶和非晶的形成過程。晶體的生長過程一般是可從圖中對比結晶和非晶的形成過程。晶體的生長過程一般是ABE，非晶形成，非晶形成過程是過程是ABC。圖中。圖中D 表示非晶

12、的晶化。為了制備非晶合金，必須抑制過程表示非晶的晶化。為了制備非晶合金，必須抑制過程E、D 的發(fā)生。的發(fā)生。2324l典型塊狀非晶合金：典型塊狀非晶合金： Zr65Al7.5Cu17.5Ni10 Zr47Ti8Cu7.5Ni10Be27.5 Pd40Ni10Cu30P2025合金系合金系最大厚度最大厚度/mm臨界冷速臨界冷速RC/KS-1發(fā)現(xiàn)年代發(fā)現(xiàn)年代非非鐵鐵磁磁性性Mg-Ln-M(Ln鑭系鑭系,MCu,Ni,Zn) 10 2001988Ln-Al-TM(TM過渡族金屬過渡族金屬) 10 2001989Ln-Ga-TM1989Zr-Al-TM 301101990Zr-Ti-Al-TM1990

13、Ti-Zr-TM1993Zr-Ti-TM-Be 30151993Zr-(Nb,Pd)-Al-TM1995Pd-Cu-Ni-P 750.131996Pd-Ni-Fe-P1996Pd-Cu-B-Si1997Ti-Ni-Cu-Sn1998鐵鐵磁磁性性Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge) 3 4001995Fe-(Nb,Mo)-(Al,Ga)-(P,B,Si)1995Co-(Al,Ga)-(P,B,Si)1996Fe-(Zr,Hf,Nb)-(B) 61996Co-Fe-(Zr,Hf,Nb)-B1996Ni-(Zr,Hf,Nb)-(Cr,Mo)-B1996Fe-Co-Ln-B199826l大

14、塊非晶合金的主要制備方法：大塊非晶合金的主要制備方法：l熔體水淬法：此方法是將試熔體水淬法：此方法是將試樣用低熔點氧化物樣用低熔點氧化物(如如B2O3) 包包裹起來，在石英管中感應加熱裹起來，在石英管中感應加熱熔化熔化,最后淬入水中得到非晶態(tài)最后淬入水中得到非晶態(tài)合金試樣。合金試樣。水淬塊狀非晶合金制品水淬塊狀非晶合金制品27l金屬模鑄造法金屬模鑄造法 將高純元素在氬保下熔融混合后澆注到銅模中。具體工藝可分將高純元素在氬保下熔融混合后澆注到銅模中。具體工藝可分為射流成型、高壓鑄造、吸鑄等。為射流成型、高壓鑄造、吸鑄等。l此外還有懸浮熔煉法、落管技術法、單向區(qū)域熔煉法、高壓復合法等。此外還有懸浮

15、熔煉法、落管技術法、單向區(qū)域熔煉法、高壓復合法等。大塊非晶試樣制備裝置大塊非晶試樣制備裝置大塊非晶試棒大塊非晶試棒28Zr-Ti-Cu-Ni-Al合金合金Mg合金合金29非晶中的切變帶非晶中的切變帶含有晶相的復相組織含有晶相的復相組織30l非晶態(tài)合金的結構與液態(tài)金屬結構相似，原子排列沒有長程的對稱性和周期性，非晶態(tài)合金的結構與液態(tài)金屬結構相似，原子排列沒有長程的對稱性和周期性，這已為這已為X衍射實驗所證實衍射實驗所證實,非晶體在透射電鏡下的衍射花樣由非晶體在透射電鏡下的衍射花樣由較寬的暈和彌散環(huán)組成。在非晶態(tài)較寬的暈和彌散環(huán)組成。在非晶態(tài)合金中，沒有晶界、位錯等晶態(tài)合合金中，沒有晶界、位錯等晶

16、態(tài)合金所特有的晶格缺陷。金所特有的晶格缺陷。非晶合金衍射花樣非晶合金衍射花樣31DSC曲線曲線XRD曲線曲線DSC示差掃描量熱；示差掃描量熱；XRDX-射線衍射射線衍射32l1、非晶態(tài)結構的描述方法、非晶態(tài)結構的描述方法l與晶態(tài)相比，非晶態(tài)結構是一種無序結構，與晶態(tài)相比，非晶態(tài)結構是一種無序結構，但不象氣體那樣原子排列完全沒有規(guī)則但不象氣體那樣原子排列完全沒有規(guī)則,而存而存在短程有序。在短程有序。33l描述非晶態(tài)結構目前通用的方法是統(tǒng)計方法，即在非晶態(tài)材料中以任一原子為中描述非晶態(tài)結構目前通用的方法是統(tǒng)計方法，即在非晶態(tài)材料中以任一原子為中心，在和它相距為心，在和它相距為r+dr的球殼中發(fā)現(xiàn)另

17、一的球殼中發(fā)現(xiàn)另一 個原子的幾率為：個原子的幾率為： drrrgVNrJ24)()( VN式中，式中， J(r)為徑向分布函數為徑向分布函數RDF； 為單位體積中的原子數；為單位體積中的原子數；g(r)為雙體為雙體相關函數。相關函數。 徑向分布函徑向分布函數示意圖數示意圖g(r)34lRDF或或 g(r)可以在一定程度上反映非晶態(tài)結構的統(tǒng)計性質。比較氣態(tài)、非晶態(tài)和可以在一定程度上反映非晶態(tài)結構的統(tǒng)計性質。比較氣態(tài)、非晶態(tài)和晶態(tài)的雙體相關函數可以看出，非晶態(tài)結構與液態(tài)非常接近，存在一定的短程有晶態(tài)的雙體相關函數可以看出，非晶態(tài)結構與液態(tài)非常接近，存在一定的短程有序，而與氣態(tài)和晶態(tài)則差別顯著。序，

18、而與氣態(tài)和晶態(tài)則差別顯著。RDF和和g(r)可通過可通過X射線衍射確定射線衍射確定, 但它給出的但它給出的僅是有關結構的一維信息，不能給出結構的具體細節(jié)。僅是有關結構的一維信息，不能給出結構的具體細節(jié)。 氣體、液體、固體的原子分布函數氣體、液體、固體的原子分布函數35l2、非晶態(tài)結構模型、非晶態(tài)結構模型l在描述非晶材料結構的模型中在描述非晶材料結構的模型中(如微晶、隨機網如微晶、隨機網絡、硬球無規(guī)密堆等絡、硬球無規(guī)密堆等)，多數人共認的是硬球無，多數人共認的是硬球無規(guī)密堆模型，該模型把原子假設為不可壓縮的規(guī)密堆模型，該模型把原子假設為不可壓縮的硬球，均勻、連續(xù)、無規(guī)地堆積，結構中沒有硬球，均勻

19、、連續(xù)、無規(guī)地堆積，結構中沒有容納另一硬球的空間容納另一硬球的空間.這種模型的徑向分布函數這種模型的徑向分布函數與實測結果符合較好。現(xiàn)有各種模型都存在不與實測結果符合較好?，F(xiàn)有各種模型都存在不足。足。 晶態(tài)晶態(tài)非晶態(tài)非晶態(tài)3637非晶體非晶體晶體晶體Computer simulation of the disordered atomic structure of a three-component metallic glass38l從液態(tài)金屬冷卻凝固過程中粘度和體積的變化見，當液體以大于從液態(tài)金屬冷卻凝固過程中粘度和體積的變化見，當液體以大于RC速度冷卻時，其速度冷卻時，其粘度逐漸增大，溫度達

20、到粘度逐漸增大，溫度達到Tg時凝固為非晶態(tài)固體，其體積大于同條件的晶體時凝固為非晶態(tài)固體，其體積大于同條件的晶體.液體急液體急冷非晶冷非晶化時粘化時粘度、體度、體積的變積的變化化 體積體積大大粘性粘性小小液體液體過冷液體過冷液體液體液體晶體晶體晶體晶體過冷液體過冷液體液體液體固體固體非晶態(tài)固體非晶態(tài)固體非晶態(tài)固體非晶態(tài)固體溫度溫度l非晶態(tài)結構是一種亞穩(wěn)結構，加熱到非晶態(tài)結構是一種亞穩(wěn)結構，加熱到Tg以上時，以上時，其粘度下降，原子擴散能力增大，在一定溫度下其粘度下降，原子擴散能力增大，在一定溫度下(通常為通常為400900)發(fā)生晶化而失去非晶態(tài)結構。發(fā)生晶化而失去非晶態(tài)結構。通常晶化溫度通常晶

21、化溫度Tx要比要比Tg高幾十度。高幾十度。Tx-Tg的值越大，的值越大，非晶態(tài)的穩(wěn)定性越高。非晶態(tài)的穩(wěn)定性越高。 39Die casting of Metallic Glass can make highly precise parts 40l1、力學性能、力學性能l非晶態(tài)合金力學性能的特點是具有高的強度和硬度。例如非晶態(tài)鋁合金的抗拉強非晶態(tài)合金力學性能的特點是具有高的強度和硬度。例如非晶態(tài)鋁合金的抗拉強度度(1140MPa)是超硬鋁抗拉強度是超硬鋁抗拉強度(520MPa)的兩倍。非晶態(tài)合金的兩倍。非晶態(tài)合金Fe80B20抗拉強度達抗拉強度達3630MPa，而晶態(tài)超高強度鋼的抗拉強度僅為，而晶

22、態(tài)超高強度鋼的抗拉強度僅為 18202000MPa，可見非晶態(tài)合金的，可見非晶態(tài)合金的強度遠非合金鋼所及。非晶態(tài)合金強度高的原因是由于其結構中不存在位錯，沒強度遠非合金鋼所及。非晶態(tài)合金強度高的原因是由于其結構中不存在位錯，沒有晶體那樣的滑移面，因而不易發(fā)生滑移有晶體那樣的滑移面，因而不易發(fā)生滑移. 41比強度比強度屈服強度屈服強度42l晶體受到剪切應力時，會以位錯為媒介在特定晶面上晶體受到剪切應力時，會以位錯為媒介在特定晶面上 滑移，而非晶合金的原子排列是滑移，而非晶合金的原子排列是無序的，有很高的自由體積，無序的，有很高的自由體積，外力作用時，可重新排列形成外力作用時，可重新排列形成另一穩(wěn)

23、定的組態(tài)，因而非晶態(tài)另一穩(wěn)定的組態(tài)，因而非晶態(tài)合金屈服時呈整體屈服而不是合金屈服時呈整體屈服而不是局部屈服，具有很高的屈服強局部屈服，具有很高的屈服強度。度。 434445SEM image of shear steps formed by the propagation of highly localized shear bands during rolling of a bulk metallic glass specimen.SEM image of a tensile failure surface produced at a high strain rate. The smeared

24、 voids and droplets are indicative of the significant material softening and viscous flow within the shear band.46合金合金 硬度硬度HV斷裂強度斷裂強度MPa延伸率延伸率%彈性模量彈性模量MPa非非晶晶態(tài)態(tài)合合金金 Pd83Fe7Si10401818600.166640Cu57Zr43529219600.174480Co75Si15B10891830000.253900Fe80P13C7744830400.03121520Ni75Si81478400晶態(tài)晶

25、態(tài) 18Ni-9Co-5Mo 181021301012 47l非晶態(tài)合金延伸率低但并不脆，而且具有很高的韌非晶態(tài)合金延伸率低但并不脆，而且具有很高的韌性，非晶薄帶可以反復彎曲性，非晶薄帶可以反復彎曲180而不斷裂，并可以而不斷裂，并可以冷軋，有些合金的冷軋壓下率可達冷軋，有些合金的冷軋壓下率可達50%。 非晶合金的脆性斷非晶合金的脆性斷裂裂非晶合金的韌性斷非晶合金的韌性斷裂裂各種合金彈性應變極限比較各種合金彈性應變極限比較4849l2、耐蝕性、耐蝕性l非晶態(tài)合金具有很強的耐腐蝕能力。不銹鋼非晶態(tài)合金具有很強的耐腐蝕能力。不銹鋼在含有氯離子的溶液中，易發(fā)生點腐蝕、晶在含有氯離子的溶液中，易發(fā)生點

26、腐蝕、晶間腐蝕，甚至應力腐蝕和間腐蝕，甚至應力腐蝕和氫脆。而非晶態(tài)的氫脆。而非晶態(tài)的Fe-Cr合金可以彌補不銹鋼的這些不足。含合金可以彌補不銹鋼的這些不足。含8%Cr的鐵基非晶的鐵基非晶態(tài)合金在各種介質中都顯示出其優(yōu)越的抗蝕特性，如在態(tài)合金在各種介質中都顯示出其優(yōu)越的抗蝕特性，如在1mol的鹽酸溶液中，在的鹽酸溶液中，在30下浸泡下浸泡168小時后，小時后，F(xiàn)e70Cr10P13C7和和Fe65Cr10Ni5P13C7非晶態(tài)合金的腐蝕非晶態(tài)合金的腐蝕速度為零，而晶態(tài)的速度為零，而晶態(tài)的18-8不銹鋼腐蝕速率則為不銹鋼腐蝕速率則為10mm/年。年。非晶鋁合金在非晶鋁合金在1M HCl中的動電位極

27、化曲線中的動電位極化曲線50富富CrCr、CuCu非晶層非晶層51試樣試樣腐蝕速率腐蝕速率/mma-14060晶態(tài)不銹鋼晶態(tài)不銹鋼 18Cr-8Ni 17Cr-14Ni-2.5Mo非晶態(tài)合金非晶態(tài)合金 Fe72Cr8P13C7 Fe70Cr10P13C7 Fe65Cr10Ni5P13C717.750.00000.0000120.029.240.00000.00000.000052l影響非晶態(tài)合金耐蝕性的重要因素是合金成分。影響非晶態(tài)合金耐蝕性的重要因素是合金成分。lCr對改善非晶態(tài)合金的耐蝕性非常顯著，此外還有對改善非晶態(tài)合金的耐蝕性非常顯著，此外還有P.l非晶態(tài)合金耐蝕性好的主要原因是能迅速

28、形成致密、均勻、穩(wěn)定的高純度非晶態(tài)合金耐蝕性好的主要原因是能迅速形成致密、均勻、穩(wěn)定的高純度Cr2O3鈍鈍化膜。此外，非晶態(tài)合金組織結構均勻，不存在晶界、位錯、成分偏析等腐蝕形核化膜。此外，非晶態(tài)合金組織結構均勻，不存在晶界、位錯、成分偏析等腐蝕形核部位，不易產生點蝕。部位，不易產生點蝕。 晶體晶體非晶非晶53l3、電性能、電性能l與晶態(tài)合金相比，非晶態(tài)合金的電阻率顯著增高與晶態(tài)合金相比，非晶態(tài)合金的電阻率顯著增高(23倍倍)，例如非晶態(tài)的，例如非晶態(tài)的Cu0.6Zr0.4合金的電阻率可達合金的電阻率可達350cm，而晶態(tài)，而晶態(tài)高 電 阻 合 金 的 電 阻 率 僅 為高 電 阻 合 金 的

29、 電 阻 率 僅 為100cm左右。這是由于非晶態(tài)左右。這是由于非晶態(tài)合金原子的無序排列而導致電子的合金原子的無序排列而導致電子的附加散射所致。附加散射所致。5455 小。多數非晶態(tài)合金具有負的電小。多數非晶態(tài)合金具有負的電阻溫度系數，即隨溫度升高電阻溫度系數，即隨溫度升高電阻率連續(xù)下降。溫度系數為零阻率連續(xù)下降。溫度系數為零的非晶態(tài)合金在一些儀表測量的非晶態(tài)合金在一些儀表測量中具有廣闊的應用前景。中具有廣闊的應用前景。 l非晶態(tài)合金的電阻溫度系數（非晶態(tài)合金的電阻溫度系數（ ）比晶態(tài)合金的）比晶態(tài)合金的dTd 1Zr48Nb8Cu12Fe8Be24非晶合金電阻隨溫度變化非晶合金電阻隨溫度變化

30、56l4、軟磁性、軟磁性l非晶態(tài)合金磁性材料具有高導磁率、高磁感、低鐵損和低矯頑力等特性，而且無磁非晶態(tài)合金磁性材料具有高導磁率、高磁感、低鐵損和低矯頑力等特性，而且無磁各向異性。這是由于非晶態(tài)合金中沒有晶界、位錯及堆垛層錯等釘扎磁疇壁的缺陷。各向異性。這是由于非晶態(tài)合金中沒有晶界、位錯及堆垛層錯等釘扎磁疇壁的缺陷。 不同磁性材料的磁性相比不同磁性材料的磁性相比 晶態(tài)與非晶態(tài)與非晶合金的晶合金的磁滯回線磁滯回線57585960l5、其他性能、其他性能l非晶態(tài)合金還具有好的催化特性，高的吸氫能力，超導電性，低居里溫度等特性。非晶態(tài)合金還具有好的催化特性，高的吸氫能力，超導電性，低居里溫度等特性。

31、在這些領域有著廣闊的應用前景。在這些領域有著廣闊的應用前景。 非晶非晶Zr27Ti9Ni38V5Mn16Cr5合金的吸氫行為及其合金的吸氫行為及其SEM形貌形貌61lThe properties of Amorphous alloys suitable for the defense applications are: lHigh Yield StrengthlUnique Acoustical PropertieslHigh HardnesslLow Melting TemperaturelHigh Strength to Weight RatiolNet-shape CastinglSup

32、erior Elastic LimitlFabrication Process Similar to PlasticslHigh Corrosion Resistance lNon-MagneticlHigh Wear-Resistance62l1. 利用非晶態(tài)合金的高強度、高韌性、以及工藝上可以制成條帶或薄片，目前已利用非晶態(tài)合金的高強度、高韌性、以及工藝上可以制成條帶或薄片，目前已用它來制作輪胎、傳送帶、水泥制品及高壓管道的增強纖維。還可用來制作各種用它來制作輪胎、傳送帶、水泥制品及高壓管道的增強纖維。還可用來制作各種切削刀具和保安刀片。切削刀具和保安刀片。 FeBSi非晶合金條帶非晶合金

33、條帶63l用非晶態(tài)合金纖維代替硼纖維和碳纖維制造復合用非晶態(tài)合金纖維代替硼纖維和碳纖維制造復合材料，可進一步提高復合材料的適應性。硼纖維材料，可進一步提高復合材料的適應性。硼纖維非晶非晶金屬金屬纖維纖維法國地下隧道內襯使用法國地下隧道內襯使用非晶金屬纖維增強復合非晶金屬纖維增強復合材料材料 裝孔附近易產生裂紋，而非晶態(tài)合金強度高，且具有裝孔附近易產生裂紋，而非晶態(tài)合金強度高，且具有塑性變形能力，可阻止裂紋的產生和擴展。非晶態(tài)塑性變形能力，可阻止裂紋的產生和擴展。非晶態(tài)合金纖維正在用于飛機構架和發(fā)動機元件的研制中。合金纖維正在用于飛機構架和發(fā)動機元件的研制中。 和碳纖維復合材和碳纖維復合材料在安

34、料在安64Precision MicrogearHigh Performance Diaphragms for Pressure Sensors65l鋯基大塊非晶態(tài)合金用于桿狀動能穿甲彈鋯基大塊非晶態(tài)合金用于桿狀動能穿甲彈, 以替代對環(huán)境有重大污染的貧鈾彈，引以替代對環(huán)境有重大污染的貧鈾彈，引起軍方的極大興趣。這種新的結構材料密度高起軍方的極大興趣。這種新的結構材料密度高(約約14g/cm3)、屈服強度高、屈服強度高(約約2GPa), 變形時不發(fā)生加工硬化現(xiàn)象變形時不發(fā)生加工硬化現(xiàn)象, 加上塊體非晶態(tài)合金的高絕熱剪切敏感性，其穿甲能力加上塊體非晶態(tài)合金的高絕熱剪切敏感性，其穿甲能力已超過了鎢合

35、金穿甲彈，并且有可能超過和達到貧鈾彈的穿甲水平已超過了鎢合金穿甲彈，并且有可能超過和達到貧鈾彈的穿甲水平.lKinetic Energy Penetrator (KEP) rod, the key component of the highly effective armor piercing ammunition system, currently utilizes Depleted Uranium (DU). Ballistic tests conducted by the Army have proven that the amorphous tungsten composite KEP

36、 exhibits self-sharpening similar to the DU KEP. 66l近年來，信息通信產業(yè)發(fā)展迅速近年來，信息通信產業(yè)發(fā)展迅速,研發(fā)低輻射、超薄、研發(fā)低輻射、超薄、小巧、輕便、功能強大的電子產品和移動電話成為小巧、輕便、功能強大的電子產品和移動電話成為各個企業(yè)競爭的焦點。非晶態(tài)合金比強度高，可以各個企業(yè)競爭的焦點。非晶態(tài)合金比強度高，可以像塑料一樣易成形，適合于制作電子產品殼體?？上袼芰弦粯右壮尚危m合于制作電子產品殼體?？梢灾苽涑?、小巧、輕便、結構更堅固、功能更強以制備超薄、小巧、輕便、結構更堅固、功能更強大的大的3C產品，是替代鎂合金、鋁合金和鈦合金的理

37、產品，是替代鎂合金、鋁合金和鈦合金的理想材料。想材料。67l在醫(yī)療器械領域，在醫(yī)療器械領域，大塊非晶態(tài)合金制造的手術大塊非晶態(tài)合金制造的手術刀異常鋒利、刀口不易鈍化、性能穩(wěn)定、使用刀異常鋒利、刀口不易鈍化、性能穩(wěn)定、使用壽命長。在整形外科領域壽命長。在整形外科領域，非晶態(tài)合金被用來非晶態(tài)合金被用來制造耐磨、耐蝕、高強度的人造關節(jié)和接骨板制造耐磨、耐蝕、高強度的人造關節(jié)和接骨板等。等。lLiquidmetal alloys can yield surgical blades that are: lSharper than steel lLess expensive than diamond lL

38、ower edge degradation with use lLonger lasting blades that provide more consistency in use6869l體育休閑用品：體育休閑用品：大塊非晶態(tài)合金最早用來制造高爾夫球桿大塊非晶態(tài)合金最早用來制造高爾夫球桿的桿頭的桿頭。近幾年近幾年,非晶態(tài)合金還在滑雪橇、棒球球棒、溜冰非晶態(tài)合金還在滑雪橇、棒球球棒、溜冰鞋、網球球拍、自行車和水中呼吸器等產品方面有應用。鞋、網球球拍、自行車和水中呼吸器等產品方面有應用。lGolf Clubs lTennis Rackets lBaseball and Softball Bats

39、 lSkis and Snowboards lKnives lBicycles lScuba Gear lGuns and Gun Equipment lFishing Equipment lMarine Applications70lYou can hit a golf ball farther with this driver because its head is made of an aluminum-based amorphous alloy.lLiquidmetal putters have a soft feel when striking the ball, which the

40、 makers claim provides players with improved touch on putting greens.Golf club with face plate of metallic glass.71l空間工程材料：由于性能非常越，大塊非晶態(tài)合金被認為是未來幾種太空設備的空間工程材料：由于性能非常越，大塊非晶態(tài)合金被認為是未來幾種太空設備的候選材料。美國第一艘采集太陽風樣品的起源號太空飛船，采集的關鍵部件候選材料。美國第一艘采集太陽風樣品的起源號太空飛船，采集的關鍵部件太太陽風采集瓦，就是用陽風采集瓦，就是用 鋯基大塊非晶態(tài)合金制造的。鋯基大塊非晶態(tài)合金制造的。7

41、2l2. 非晶態(tài)的鐵合金是極好的軟磁材料，它容易磁化和退磁，比普通的晶體磁性材料導非晶態(tài)的鐵合金是極好的軟磁材料，它容易磁化和退磁，比普通的晶體磁性材料導磁率高、損耗小，電阻率大。這類合金主要作為變壓器及電動機的鐵芯材料磁率高、損耗小，電阻率大。這類合金主要作為變壓器及電動機的鐵芯材料(如如Fe81B13Si15C1)、磁頭材料、磁頭材料(如如Fe5Co70Si15B10),由于磁損耗很低，用非晶態(tài)磁性材料代替硅鋼片制作由于磁損耗很低，用非晶態(tài)磁性材料代替硅鋼片制作變壓器，可節(jié)約大量電能。非晶態(tài)合金磁性材料除了變壓器，可節(jié)約大量電能。非晶態(tài)合金磁性材料除了不能在高溫下使用外，幾乎所有磁性應用范

42、圍內均可不能在高溫下使用外，幾乎所有磁性應用范圍內均可使用。使用。 非晶合金鐵芯變壓器非晶合金鐵芯變壓器73lTransformers connected to a power source cause loss at all times. Amorphous metals greatly contribute to the reduction of this no-load loss. The transformer application represents the biggest area for amorphous metals.74配電變壓器鐵芯配電變壓器鐵芯非晶電抗器鐵芯非晶電抗器鐵芯非晶磁放大器鐵芯非晶磁放大器鐵芯非晶扼流線圈非晶扼流線圈非晶互感器鐵芯非晶互感器鐵芯l非晶態(tài)磁性材料還可以做磁屏蔽件、小型鐵芯、磁分離器等小型部件。非晶態(tài)磁性材料還可以做磁屏蔽件、小型鐵芯、磁分離器等小型部件。75l3. 非晶態(tài)合金耐腐蝕，特別是在氯化物和硫酸鹽中的抗腐蝕性大大超過不銹鋼，非晶態(tài)合金耐腐蝕，特別是在氯化物和硫酸鹽中的抗