非晶態(tài)合金(精細化工)

1、Amorphous Alloys非晶態(tài)合金陜西師范大學(xué)2010級應(yīng)用化學(xué)王星 410072872定義 Contents1發(fā)現(xiàn)發(fā)展史2分類 3非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)4研發(fā)趨勢78廠家介紹6非晶態(tài)合金的特性5應(yīng)用非晶態(tài)固體的形成規(guī)律910制備方法31.定義 晶體是指原子呈長程有序排列的固體。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)是指原子呈長程無序排列的狀態(tài)。具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的合金稱為非晶態(tài)合金非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的合金稱為非晶態(tài)合金( (或稱金屬或稱金屬玻璃玻璃) )。41.定義 以金屬為主的合金材料從液態(tài)快速凝固，形以金屬為主的合金材料從液態(tài)快速凝固，形成一種結(jié)構(gòu)上類似玻

2、璃的合金，這類合金稱為非晶成一種結(jié)構(gòu)上類似玻璃的合金，這類合金稱為非晶態(tài)合金，又稱為金屬玻璃（態(tài)合金，又稱為金屬玻璃（metallic glass)metallic glass) 52.發(fā)現(xiàn)發(fā)展史1845年，沃茨通過將鎳的磷化物溶液分解在鐵基體上獲得鎳的沉積物，這種沉積物很可能就是人類第一次獲得的非晶態(tài)金屬，但當(dāng)時由于還沒有發(fā)現(xiàn)X射線衍射技術(shù)，因此未能得到證實。歷史上有關(guān)非晶合金的第一個報導(dǎo)是克拉模在1934年用蒸發(fā)沉積制得的。1947年，布倫列等人用電解和化學(xué)沉積獲得了Ni-P和Co-P的非晶薄膜，發(fā)現(xiàn)其有高硬度、耐腐蝕特性，可用作金屬表面的防護涂層，這是非晶材料最早的工業(yè)應(yīng)用，但并末引起廣

3、泛注意。62.發(fā)現(xiàn)發(fā)展史1958年，安德森提出：當(dāng)晶格無序度超過一定臨界標準后，固體中的電子擴散將會消失。同年，在美國阿爾弗雷德召開了第一次非晶態(tài)固體國際會議。從此，非晶物理與材料的研究發(fā)展成為材料科學(xué)的一個重要分支。1960年，古貝蒙維從理論上預(yù)示非晶固體具有鐵磁性：晶態(tài)固體的電子能帶過渡到液態(tài)時不會有任何基本形式的改變，這意味著能帶結(jié)構(gòu)更依賴于短程序，而不是長程序，交換作用與短程序相關(guān)而與晶格結(jié)構(gòu)并無必然的聯(lián)系。因此，短程序的非晶固體應(yīng)具有鐵磁性。 72.發(fā)現(xiàn)發(fā)展史1965年，馬德和諾維克在真空沉積的Co-Au合金薄膜中發(fā)現(xiàn)了非晶的鐵磁性。1970年，杜威茲等用噴槍法將70%Au-30%S

4、i液態(tài)金屬高速急冷制成非晶合金，這種方法使工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)非晶合金成為可能。1973年，美國生產(chǎn)出具有很好導(dǎo)磁和耐蝕性能的非晶鐵基合金薄帶，非晶合金的研究和應(yīng)用受到世界各國廣泛的重視。82.發(fā)現(xiàn)發(fā)展史我國非晶合金的研究開始于七十年代中期。1982年，我國建立非晶合金牌號，批量(50kg/次)生產(chǎn)寬度為50-100mm的薄帶并制成大功率變壓器、開關(guān)變壓器等鐵芯。用非晶材料制成磁頭可用于錄音、錄像；用于各種傳感器的非晶圈絲、薄帶及薄膜也研制成功；非晶薄膜用于磁記錄技術(shù)方面也取得重大成果。93.分類 一一 過渡族金屬與類金屬元素形成的合金過渡族金屬與類金屬元素形成的合金 主要包括VIIB，VIIIB

5、族及IB族元素與類金屬元素形成的合金，如Pd80Si20，Au75Si25，F(xiàn)e80B20，Pt75P25等，合金中類金屬元素的含量一般在1325（原子百分比）。但近年也發(fā)現(xiàn)了一些類金屬元素含量可在一定范圍內(nèi)變化的非晶態(tài)合金，如NiB31-34，CoB17-41，PtSb34-36.5等。在這類合金基礎(chǔ)上可加入一種或多種元素形成三元甚至多元合金，如在Pd84Si16中加入Cu置換部分Pd，形成Pd78Cu6Si16；在Pd80P20中加入Ni，形成Pd40Ni40P20；在Ni92Si8中加入B，形成Ni92-xSi8Bx等等 。103.分類 研究表明，這種三元合金形成非晶態(tài)要比對應(yīng)的二元合金

6、容易得多。 此外，IVB和VIB族金屬與類金屬也可以形成非晶態(tài)合金，其中類金屬元素的含量一般在1530(原子百分比)。如TiSi1520，(W，Mo)70Si20B10，Ti50Nb35Si15，Re(錸) 65Si35，W60Ir(銥)20B20等。 113.分類二二 過渡族金屬元素之間形成的合金過渡族金屬元素之間形成的合金 這類合金主要是位于各周期后部的過渡族金屬元素（重金屬元素）如Fe、Co、Ni、Pd等和位于個周期前部的過渡族金屬元素（輕金屬元素）如Ti、Zr、Nb等組成的非晶態(tài)合金。這類合金在很寬的溫度范圍內(nèi)熔點比較低，形成非晶態(tài)的成分范圍較寬。如CuTi3370、CuZr27.57

7、5、NiZr27.575、NiZr3342、 NiZr6080、 NbNi4066、TaNi4070。123.分類 三三 含含AA族（堿金屬）元素的非晶合金族（堿金屬）元素的非晶合金 這類非晶合金發(fā)現(xiàn)較晚，1977年采首次發(fā)現(xiàn)屬于這一類的Mg70Zn30合金，以后又逐步發(fā)現(xiàn)了其他這類非晶合金如CaAl12.547.5、CaCu12.662.5、CaPd、MgZn2532、BeZr5070、Sr70Mg30等。這類合金的缺點是化學(xué)性質(zhì)較活潑，必須在惰性氣體中淬火，最終的非晶態(tài)材料容易氧化。133.分類 除以上三類非晶態(tài)合金外，還有以錒系金屬除以上三類非晶態(tài)合金外，還有以錒系金屬為基的非晶態(tài)合金，

8、如為基的非晶態(tài)合金，如U-Co24-40, Np(U-Co24-40, Np(镎镎)-)-Ca30-40Ca30-40，Pu(Pu(钚钚) -Ni12-30) -Ni12-30等。等。 總之，相對容易獲得非晶態(tài)的合金，其共總之，相對容易獲得非晶態(tài)的合金，其共同特點是組元之間有強的相互作用；成分范圍處同特點是組元之間有強的相互作用；成分范圍處于共晶成分附近；液態(tài)的混合熱均為負值。具備于共晶成分附近；液態(tài)的混合熱均為負值。具備上述條件的合金能否成為實用的非晶態(tài)材料，還上述條件的合金能否成為實用的非晶態(tài)材料，還與許多工藝因素有關(guān)。與許多工藝因素有關(guān)。144.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 目前分析非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，最普

9、遍的方法是X射線射及電子衍射，中子衍射方法也開始受到重視。近年來還發(fā)展了用擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)(EXAFS)的方法研究非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)。這種方法是根據(jù)X射線在某種元素原子的吸收限附近吸收系數(shù)的精細變化，來分析非晶態(tài)材料中原子的近程排列情況。EXAFS和X射線衍射法相結(jié)合，對于非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的分析更為有利。 154.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 利用衍射方法測定結(jié)構(gòu)，最主要的信息是分布函數(shù)，用來描述材料中的原子分布。雙體分布函數(shù)g(r)相當(dāng)于取某一原子為原點(r = 0)時，在距原點為r處找到另一原子的幾率，由此描述原子排列情況。164.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)下圖為氣體、固體、液體的原子分布函數(shù)。徑向分布函數(shù)24)

10、()(rrgVNrJ其中NV為原子的密度。174.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 根據(jù)g(r)-r曲線，可求得兩個重要參數(shù)：配位數(shù)和原于間距。從圖中可以看出，非晶態(tài)的圖形與液態(tài)很相似但略有不同，而和完全無序的氣態(tài)及有序的晶態(tài)有明顯的區(qū)別。這說明非晶態(tài)在結(jié)構(gòu)上與液體相似，原子排列是短程有序的；從總體結(jié)構(gòu)上看是長程無序的，宏觀上可將其看作均勻、各向同性的。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的另一個基本特征是熱力學(xué)的不穩(wěn)定性，存在向晶態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢，即原子趨于規(guī)則排列。 184.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 為了進一步了解非晶態(tài)的結(jié)構(gòu)，通常在理論上把非晶態(tài)材料中原子的排列情況模型化，其模型歸納起來可分兩大類。一類是不連續(xù)模型，如微晶模型，聚集團模型；

11、另一類是連續(xù)模型，如連續(xù)無規(guī)網(wǎng)絡(luò)模型，硬球無規(guī)密堆模型等。194.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)1 1微晶模型微晶模型 該模型認為非晶態(tài)材料是由“晶?！狈浅＜毿〉奈⒕Я＝M成。從這個角度出發(fā)，非晶態(tài)結(jié)構(gòu)和多晶體結(jié)構(gòu)相似，只是“晶?！俺叽缰挥袔装５綆资！Ｎ⒕Ｐ驼J為微晶內(nèi)的短程有序結(jié)構(gòu)和晶態(tài)相同，但各個微晶的取向是雜亂分布的，形成長程無序結(jié)構(gòu)。從微晶模型計算得出的分布函數(shù)和衍射實驗結(jié)果定性相符，但細節(jié)上(定量上)符合得并不理想。204.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)2 2拓撲無序模型拓撲無序模型 該模型認為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的主要特征是原子排列的混亂和隨機性，強調(diào)結(jié)構(gòu)的無序性，而把短程有序看作是無規(guī)堆積時附帶產(chǎn)生的結(jié)果。在這一前提

12、下，拓撲無序模型有多種形式，主要有無序密堆硬球模型和隨機網(wǎng)絡(luò)模型。 214.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 無序密堆硬球模型是由貝爾納提出，用于研究液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)。貝爾納發(fā)現(xiàn)無序密堆結(jié)構(gòu)僅由五種不同的多面體組成，如圖4-3，稱為貝爾納多面體。貝爾納多面體貝爾納多面體224.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 在無序密堆硬球模型中，這些多面體作不規(guī)則的但又是連續(xù)的堆積，該模型所得出的雙體分布函數(shù)與實驗結(jié)果定性相符，但細節(jié)上也存在誤差。隨機網(wǎng)絡(luò)模型的基本出發(fā)點是保持最近原子的鍵長、鍵角關(guān)系基本恒定，以滿足化學(xué)鍵的要求。該模型的徑向分布函數(shù)與實驗結(jié)果符合得很好。 上述模型對于描述非晶態(tài)材料的真實結(jié)構(gòu)還上述模型對于描述非晶態(tài)材料的真

13、實結(jié)構(gòu)還遠遠不夠準確。但目前用其解釋非晶態(tài)材料的某些遠遠不夠準確。但目前用其解釋非晶態(tài)材料的某些特性如彈性，磁性等，還是取得了一定的成功。特性如彈性，磁性等，還是取得了一定的成功。 235. 非晶態(tài)固體的形成規(guī)律(1)(1)熱力學(xué)規(guī)律熱力學(xué)規(guī)律 我們知道，制備非晶態(tài)固體就是防止結(jié)晶的過程。從熱力學(xué)來看，物質(zhì)所處狀態(tài)的穩(wěn)定性，決定于熱力學(xué)位能，而對于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的變化，影響熱力學(xué)位能的主要因素是混亂的變化引起的熵變。由于非晶態(tài)的混亂度大于晶態(tài)，其自由能也就較高，換言之，非晶態(tài)屬于亞穩(wěn)定態(tài)。對于非晶態(tài)，從固態(tài)到液態(tài)，一般沒有明顯的熔化溫度，存在一個玻璃化溫度Tg。一般定義玻璃化溫度Tg為粘度相

14、當(dāng)于1013泊時的溫度，這時位形熵最小，幾乎為零。因此只有當(dāng)熔體冷卻溫度在玻璃化溫度時，非晶態(tài)才趨于穩(wěn)定。為防止結(jié)晶發(fā)生，一般要求熔體的過冷度T（T=TmTg, Tm為熱力學(xué)熔點，即粘度接近于零時的溫度）要小。245. 非晶態(tài)固體的形成規(guī)律動力學(xué)規(guī)律動力學(xué)規(guī)律 最 早 對 玻 璃 形 成 進 行 研 究 的 是 塔 曼（Tamman），他認為玻璃形成時，由于過冷液體成核速率最大時的溫度低于晶體生長速率最大時的溫度。而后發(fā)展了動力學(xué)理論。 一般說，如果IS和U分別表示均勻結(jié)晶過程的成核速率和晶體生長速率，那么，單位時間t內(nèi)結(jié)晶的體積率表示為： VL/V= ISU3t4/3 255. 非晶態(tài)固體的

15、形成規(guī)律 這時，常以VL/V=10-6為判據(jù)，若達到此值，析出的晶體就可以檢驗出；若小于此值，結(jié)晶可以忽略，形成非晶態(tài)。利用這些數(shù)據(jù)，還可以繪制出所謂時間（Time）溫度（Temperature）轉(zhuǎn)變(Transation)的所謂“三T曲線”。從而估算出避免此處指定數(shù)量晶體所需要的冷卻速率。下圖是時間-溫度-結(jié)晶的“3T曲線”。265. 非晶態(tài)固體的形成規(guī)律時間Tm溫度液體開始結(jié)束結(jié)晶玻璃 時間時間-溫度溫度-結(jié)晶的結(jié)晶的“3T曲線曲線” 275. 非晶態(tài)固體的形成規(guī)律（3 3）結(jié)構(gòu)學(xué)規(guī)律）結(jié)構(gòu)學(xué)規(guī)律 不論是在非晶制備的理論上，還是在制備實驗中，人們都在探討采用結(jié)構(gòu)學(xué)觀點描述非晶態(tài)的形成。 從

16、化學(xué)鍵類型來看，離子鍵無飽和性、具有密堆積高配位數(shù)，金屬鍵也是這樣，它們均不易形成非晶態(tài)；純粹的共價鍵也很少形成非晶態(tài)。只有處于離子-共價過渡的混合鍵型物質(zhì)，既有離子鍵容易變更鍵角易造成無對稱變形的趨勢、又有共價鍵不易更改鍵長和鍵角的趨勢，故此類物質(zhì)最易形成非晶態(tài)。根據(jù)這個原理，不同性質(zhì)元素組合形成非晶態(tài)。286.制備方法296.制備方法一、真空蒸發(fā)法一、真空蒸發(fā)法 真空蒸發(fā)法制備元素和合金非晶態(tài)薄膜的方法已經(jīng)有很長歷史了。在真空中（1.3310-4Pa）將材料加熱蒸發(fā)，所產(chǎn)生的蒸汽沉積在冷卻的基體襯板上形成非晶態(tài)薄膜。其中襯底可以選擇玻璃、金屬或石英等，并根據(jù)材料的不同選擇不同的冷去速度。如

17、對于制備非晶半導(dǎo)體Si、Ge等，襯底保持室溫或高于室溫的溫度；對制備過渡金屬Fe、Co、Ni等，襯底要保持在液氦溫度；對制備合金薄膜時，要采取各元素同時蒸發(fā)的方法。 真空蒸發(fā)法優(yōu)點：操作簡便，尤其適合于制備非晶態(tài)純金屬或半導(dǎo)體。缺點：合金種類受限制，成分難以控制，而且蒸發(fā)過程中難免帶有雜質(zhì)，薄膜質(zhì)量受到影響。306.制備方法二二.濺射法濺射法 濺射法是在真空中，通過在電場中加速的氬離子轟擊陰極(合金材料制成)，使被激發(fā)的物質(zhì)脫離母材而沉積在用液氮冷卻的基板表面上形成非晶態(tài)薄膜。這種方法的優(yōu)點是制得的薄膜較蒸發(fā)膜致密，與基板的粘附性也較好。缺點是由于真空度較低(1.330.133Pa)，因此容易

18、混入氣體雜質(zhì)，而且基體溫度在濺射過程中可能升高，適于制備晶化溫度較高的非晶態(tài)材料。 濺射法在非晶態(tài)半導(dǎo)體、非晶態(tài)磁性材料的制備中應(yīng)用較多，近年來，發(fā)展的等離子體濺射及磁控濺射，沉積速率大大提高，可用于制備較厚的薄膜材料。316.制備方法三、化學(xué)氣相沉積法（三、化學(xué)氣相沉積法（CVDCVD法）法） 目前，CVD法較多地用于制備Si、Ge、Si3N4、SiC、SiB等薄膜，適用于晶化溫度較高的材料，不適用于制備非晶金屬材料。四、液體急冷法四、液體急冷法 將液態(tài)金屬或液態(tài)合金急冷獲得非晶合金的方法統(tǒng)稱為液體急冷法?？捎脕碇苽浞蔷B(tài)合金的薄片、薄帶、細絲或粉末，適用于大批量生產(chǎn)，是目前實用的非晶合金的

19、制備方法。326.制備方法 液體急冷法制備非晶薄片，根據(jù)使用設(shè)備的不同分為噴槍法、活塞法和拋射法。336.制備方法 在工業(yè)上實現(xiàn)批量生產(chǎn)的是用液體急冷法制非晶態(tài)帶材。主要方法有離心法、單輥法、雙輥法。這種方法的主要過程是：將材料(純金屬或合金)用電爐或高頻爐熔化，用惰性氣體加壓使熔料從坩鍋的噴嘴中噴到旋轉(zhuǎn)的冷卻體上，在接觸表面凝固成非晶態(tài)薄帶。 346.制備方法五五. .氣體霧化法氣體霧化法 是大規(guī)模生產(chǎn)非晶粉末的方法。通過高速氣體流沖擊金屬液流使其分散為微細液滴，從而實現(xiàn)快速凝固。六六. .化學(xué)法化學(xué)法 將金屬鹽水溶液和硼氫化鉀溶液混合，發(fā)生化學(xué)還原反應(yīng)，可以制備Fe-B、FeNi-B等超細

20、非晶合金微粒。七七. .固態(tài)反應(yīng)法固態(tài)反應(yīng)法 包括離子注入法、擴散退火法、吸氫法和機械合金化法。固態(tài)反應(yīng)法進一步擴大了非晶合金的形成和應(yīng)用范圍。357.非晶態(tài)合金的特性1、力學(xué)性能 非晶態(tài)合金力學(xué)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(1140MPa)是超硬鋁抗拉強度(520MPa)的兩倍。非晶態(tài)合金Fe80B20抗拉強度達3630MPa，而晶態(tài)超高強度鋼的抗拉強度僅為 18202000MPa，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(jié)構(gòu)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. 36 晶體受到剪切應(yīng)力時，會以位錯為媒介在特定晶面上滑

21、移，而非晶合金的原子排列是無序的，有很高的自由體積，外力作用時，可重新排列形成另一穩(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局部屈服，具有很高的屈服強度。 7.非晶態(tài)合金的特性377.非晶態(tài)合金的特性2、耐蝕性 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、晶間腐蝕，甚至應(yīng)力腐蝕和氫脆。而非晶態(tài)的Fe-Cr合金可以彌補不銹鋼的這些不足。含8%Cr的鐵基非晶態(tài)合金在各種介質(zhì)中都顯示出其優(yōu)越的抗蝕特性，如在1mol的鹽酸溶液中，在30下浸泡168小時后，F(xiàn)e70Cr10P13C7和Fe65Cr10Ni5P13C7非晶態(tài)合金的腐蝕速度為零，而晶態(tài)的18-8不銹鋼腐蝕

22、速率則為10mm/年。387.非晶態(tài)合金的特性 影響非晶態(tài)合金耐蝕性的重要因素是合金成分。Cr對改善非晶態(tài)合金的耐蝕性非常顯著，此外還有P。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鈍化膜。此外，非晶態(tài)合金組織結(jié)構(gòu)均勻，不存在晶界、位錯、成分偏析腐蝕形核部位，不易產(chǎn)生點蝕。 晶體晶體非晶非晶397.非晶態(tài)合金的特性3 3、電性能、電性能 與晶態(tài)合金相比，非晶態(tài)合金的電阻率顯著增高(23倍)，例如非晶態(tài)的Cu0.6Zr0.4合金的電阻率可達350cm，而晶態(tài)高電阻合金的電阻率僅為100cm左右。這是由于非晶態(tài)合金原子的無序排列而導(dǎo)致電子的附加散射所致。40 非晶態(tài)

23、合金的電阻溫度 系數(shù)（ ） 比晶態(tài)合金的小。多數(shù)非晶態(tài)合金具有負的電阻溫度系數(shù)，即隨溫度升高電阻率連續(xù)下降。溫度系數(shù)為零的非晶態(tài)合金在一些儀表測量中具有廣闊的應(yīng)用前景。 7.非晶態(tài)合金的特性dTd1Zr48Nb8Cu12Fe8Be24非晶合金電阻隨溫度變化非晶合金電阻隨溫度變化417.非晶態(tài)合金的特性4 4、軟磁性、軟磁性 非晶態(tài)合金磁性材料具有高導(dǎo)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。5 5、其他性能、其他性能 非晶態(tài)合金還具有好的催化特性，高的吸氫能力，超導(dǎo)電性，低居里溫度等特性。在這些領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景

24、。 428.應(yīng)用 1. 1. （1 1）利用非晶態(tài)合金的高強度、高韌性、）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。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。還可用來制作各種切削刀具和保安刀片。 FeBSi非晶合金條帶非晶合金條帶438.應(yīng)用 （2 2）用非晶態(tài)合金纖維代替硼纖維和碳纖維）用非晶態(tài)合金纖維代替硼纖維和碳纖維制造復(fù)合材料，可進一步提高復(fù)合材料的適應(yīng)性。制造復(fù)合材料，可進一步提高復(fù)合材料的適應(yīng)性。硼纖維和碳纖維復(fù)合材料在

25、安裝孔附近易產(chǎn)生裂紋，硼纖維和碳纖維復(fù)合材料在安裝孔附近易產(chǎn)生裂紋，而非晶態(tài)合金強度高，且具有塑性變形能力，可阻而非晶態(tài)合金強度高，且具有塑性變形能力，可阻止裂紋的產(chǎn)生和擴展。非晶態(tài)合金纖維正在用于飛止裂紋的產(chǎn)生和擴展。非晶態(tài)合金纖維正在用于飛機構(gòu)架和發(fā)動機元件的研制中。機構(gòu)架和發(fā)動機元件的研制中。 448.應(yīng)用非晶態(tài)合金制品非晶態(tài)合金制品Precision MicrogearHigh Performance Diaphragms for Pressure Sensors458.應(yīng)用 （3 3） 鋯基大塊非晶態(tài)合金用于桿狀動能穿甲鋯基大塊非晶態(tài)合金用于桿狀動能穿甲彈彈, , 以替代對環(huán)境有重大

26、污染的貧鈾彈，引起軍以替代對環(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(jié)構(gòu)材料密度高方的極大興趣。這種新的結(jié)構(gòu)材料密度高( (約約14g/cm3)14g/cm3)、屈服強度高、屈服強度高( (約約2GPa), 2GPa), 變形時不發(fā)生變形時不發(fā)生加工硬化現(xiàn)象加工硬化現(xiàn)象, , 加上塊體非晶態(tài)合金的高絕熱剪加上塊體非晶態(tài)合金的高絕熱剪切敏感性，其穿甲能力已超過了鎢合金穿甲彈，切敏感性，其穿甲能力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并且有可能超過和達到貧鈾彈的穿甲水平. .468.應(yīng)用 （4 4）近年來，信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)）近年來，信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速展迅速, ,研發(fā)

27、低輻射、超薄、小巧、研發(fā)低輻射、超薄、小巧、輕便、功能強大的電子產(chǎn)品和移動輕便、功能強大的電子產(chǎn)品和移動電話成為各個企業(yè)競爭的焦點。非電話成為各個企業(yè)競爭的焦點。非晶態(tài)合金比強度高，可以像塑料一晶態(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(chǎn)品殼樣易成形，適合于制作電子產(chǎn)品殼體。可以制備超薄、小巧、輕便、體?？梢灾苽涑　⑿∏?、輕便、結(jié)構(gòu)更堅固、功能更強大的結(jié)構(gòu)更堅固、功能更強大的3C3C產(chǎn)品，產(chǎn)品，是替代鎂合金、鋁合金和鈦合金的是替代鎂合金、鋁合金和鈦合金的理想材料。理想材料。478.應(yīng)用 （5 5）在醫(yī)療器械領(lǐng)域，大塊非晶態(tài)合金制造的手在醫(yī)療器械領(lǐng)域，大塊非晶態(tài)合金制造的手術(shù)刀異常

28、鋒利、刀口不易鈍化、性能穩(wěn)定、使用壽術(shù)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(lǐng)域，非晶態(tài)合金被用來制造耐命長。在整形外科領(lǐng)域，非晶態(tài)合金被用來制造耐磨、耐蝕、高強度的人造關(guān)節(jié)和接骨板等。磨、耐蝕、高強度的人造關(guān)節(jié)和接骨板等。488.應(yīng)用 （6）體育休閑用品：大塊非晶態(tài)合金最早體育休閑用品：大塊非晶態(tài)合金最早用來制造高爾夫球桿的桿頭。近幾年用來制造高爾夫球桿的桿頭。近幾年, ,非晶態(tài)合金非晶態(tài)合金還在滑雪橇、棒球球棒、溜冰鞋、網(wǎng)球球拍、自還在滑雪橇、棒球球棒、溜冰鞋、網(wǎng)球球拍、自行車和水中呼吸器等產(chǎn)品方面有應(yīng)用。行車和水中呼吸器等產(chǎn)品方面有應(yīng)用。498.應(yīng)用 （7）空間工程材

29、料：由于性能非常優(yōu)越，大空間工程材料：由于性能非常優(yōu)越，大塊非晶態(tài)合金被認為是未來幾種太空設(shè)備的候選塊非晶態(tài)合金被認為是未來幾種太空設(shè)備的候選材料。美國第一艘采集太陽風(fēng)樣品的起源號太空材料。美國第一艘采集太陽風(fēng)樣品的起源號太空飛船，采集的關(guān)鍵部件飛船，采集的關(guān)鍵部件太陽風(fēng)采集瓦，就是用太陽風(fēng)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。508.應(yīng)用 2. 2. 非晶態(tài)的鐵合金是極好的非晶態(tài)的鐵合金是極好的軟磁材料，它容易磁化和退磁，軟磁材料，它容易磁化和退磁，比普通的晶體磁性材料導(dǎo)磁率比普通的晶體磁性材料導(dǎo)磁率高、損耗小，電阻率大。這類高、損耗小，電阻率大。這類合金主要作

30、為變壓器及電動機合金主要作為變壓器及電動機的鐵芯材料的鐵芯材料( (如如Fe81B13Si15C1)Fe81B13Si15C1)、磁頭材料、磁頭材料( (如如Fe5Co70Si15B10),Fe5Co70Si15B10),由于磁由于磁損耗很低，用非晶態(tài)磁性材料損耗很低，用非晶態(tài)磁性材料代替硅鋼片制作變壓器，可節(jié)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，材料除了不能在高溫下使用外，幾乎所有磁性應(yīng)用范圍內(nèi)均可幾乎所有磁性應(yīng)用范圍內(nèi)均可使用。使用。非晶合金鐵芯變壓器非晶合金鐵芯變壓器518.應(yīng)用 非晶態(tài)磁性材料還可以做磁屏蔽件、小型鐵芯

31、、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。磁分離器等小型部件。配電變壓器鐵配電變壓器鐵芯芯非晶電抗器非晶電抗器鐵芯鐵芯非晶磁放大器非晶磁放大器鐵芯鐵芯非晶扼流線非晶扼流線圈圈非晶互感器非晶互感器鐵芯鐵芯528.應(yīng)用 3. 3. 非晶態(tài)合金耐腐蝕，特別是在氯化物和硫酸鹽中的非晶態(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，獲得抗腐蝕性大大超過不銹鋼，獲得“超不銹鋼超不銹鋼”的稱號?？梢缘姆Q號。可以用于海洋和醫(yī)學(xué)方面，如制造海上軍用飛機電纜，魚雷，化用于海洋和醫(yī)學(xué)方面，如制造海上軍用飛機電纜，魚雷，化學(xué)濾器，反應(yīng)容器等。還可以用學(xué)濾器，反應(yīng)容器等。還可以用于

32、制造耐蝕管道、電池的電于制造耐蝕管道、電池的電極、海底電纜屏蔽材料、磁分離介質(zhì)及化工用的催化劑、污極、海底電纜屏蔽材料、磁分離介質(zhì)及化工用的催化劑、污水處理系統(tǒng)中的零件等水處理系統(tǒng)中的零件等. 539.廠家介紹 目前非晶合金帶材的生產(chǎn)廠家大約目前非晶合金帶材的生產(chǎn)廠家大約7070多家，主多家，主要以要以1K1071K107產(chǎn)品為主。產(chǎn)品為主。 一、國內(nèi)一、國內(nèi) 最大非晶合金1K101帶材生產(chǎn)商是安泰科技，為深證A股上市公司，公司代碼000969，公司股價為16.55元（截至2012年2月5日）。安泰科技是國內(nèi)唯一一家生產(chǎn)非晶合金寬帶帶材產(chǎn)品的上市企業(yè)。目前生產(chǎn)的1K101帶材的主要規(guī)格是：14

33、2mm、170mm兩種。213mm規(guī)格產(chǎn)品還在試驗階段。2011年寬帶帶材產(chǎn)量約在1.5萬噸。成材率在70%左右。安泰科技是鋼鐵研究總院的控股企業(yè)。549.廠家介紹 其它生產(chǎn)非晶合金帶材的企業(yè)主要有： 北京冶科科技股份有限公司，安徽蕪湖君華科技材料有限責(zé)任公司，青島云路新能源科技有限公司，濱州非晶金屬材料有限公司，陜西非晶中西電力有限公司，安陽高科電子器材有限公司，廣東中研非晶科技股份有限公司，上海安泰至高非晶金屬有限公司等等，這些公司除青島云路能夠生產(chǎn)1K101非晶合金142mm寬帶帶材外，其它都不具備生產(chǎn)能力。目前青島云路寬帶帶材的SA1成材率不足10%，由于生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計等原因，該企業(yè)在短

34、期內(nèi)很難實現(xiàn)量產(chǎn)。559.廠家介紹 二、在國際上二、在國際上 美國、德國、日本等國都先后投入巨資發(fā)展非晶態(tài)合金產(chǎn)業(yè)。目前非晶合金1K101寬帶帶材主要以日本為主，美國的非晶合金1K101寬帶帶材包括所持有的知識產(chǎn)權(quán)已全部賣給日本日立金屬，日立金屬是世界上非晶合金1K101寬帶帶材生產(chǎn)的最大國。2011年產(chǎn)量約7萬噸。生產(chǎn)基地在日本清水，占地7500平方米。主要生產(chǎn)SA1、SB1、SH1非晶合金寬帶帶材，規(guī)格有142mm、170mm、213mm。 德國也是能生產(chǎn)非晶合金寬帶帶材的國家，但產(chǎn)量不高，主要以滿足本國需要為主。5610.研發(fā)趨勢用用千噸級非晶帶材生產(chǎn)線成千噸級非晶帶材生產(chǎn)線成功噴出功噴出220mm的非晶帶材的非晶帶材千噸級非晶帶材及制品開發(fā)項千噸級非晶帶材及制品開發(fā)項目通過科技部驗收和鑒定目通過科技部驗收和鑒定 5710.研發(fā)趨勢 由于非晶合金帶材的硬度幾乎為硅鋼的5倍，傳統(tǒng)變壓器企業(yè)用來