非晶態(tài)金屬材料

非晶態(tài)金屬材料第一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五非晶體合金的鼻祖1960年，美國加州理工學院的杜威茲（P.Duwez）用完全熔化的Au-Si二元合金噴射到冷的金屬板上凝固時，冷卻速度過快金屬離子來不及作整齊排列兒呈非晶態(tài)。杜威茲所用淬火方法后來被稱為噴槍法，至今還用在非晶態(tài)合金的研究中。第二頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五6.6.1非晶態(tài)金屬材料的基本特性非晶態(tài)形成能力對合金組分的依賴性結(jié)構(gòu)的長程無序性和短程有序性熱力學的亞穩(wěn)性優(yōu)異的性能第三頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五⒈非晶態(tài)形成能力對合金組分的依賴性在金屬中加入與寄主原則差別大的溶質(zhì)原子，有利于非晶態(tài)的形成。合金的組成有兩種：金屬與金屬的組合金屬與半金屬的組合金屬與半金屬的組合較容易成為非晶態(tài)，最有效的半金屬是硼、磷、硅、鍺等。第四頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五⒉結(jié)構(gòu)的長程無序性和短程有序性長程無序性：用X射線和電子束對非晶態(tài)合金衍射時，并不會出現(xiàn)像晶體材料所呈現(xiàn)的衍射線。短程有序性：最近鄰、第二近鄰的極近程范圍內(nèi)的原子排列，有的與晶態(tài)合金極為相似，有許多變形的原子群，原子群內(nèi)原子的排列還是有一定的規(guī)則的。第五頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五⒊熱力學的亞穩(wěn)性非晶體材料是處于熱力學上的非平衡狀態(tài)，是一種亞穩(wěn)態(tài)。一方面，亞穩(wěn)態(tài)有繼續(xù)釋出能量、向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢；另一方面，從動力學來看，要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變首先必須克服一定的能壘，因而在一般情況下實際上是無法實現(xiàn)的，非晶態(tài)材料又是相對穩(wěn)定的。第六頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五⒋優(yōu)異的性能（1）高強度（2）極軟的磁特性（3）耐腐蝕（4）其他第七頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五6.6.2非晶態(tài)合金的應用非晶態(tài)軟磁材料高強度、高韌性的非晶態(tài)合金非晶態(tài)催化劑抗腐蝕非晶態(tài)材料第八頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五1.非晶態(tài)軟磁材料磁芯材料磁頭材料磁致伸縮材料磁泡材料第九頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五2.高強度、高韌性的非晶態(tài)合金在結(jié)晶材料中一般難以兼得的高強度、高硬度和高韌性可以在非晶態(tài)合金身上達到較好的統(tǒng)一。尤其是金屬和非金屬組成的非晶態(tài)合金，由于兩種原子間很強的化學鍵合，使得合金的強度更大；合金中原子犬牙交錯不規(guī)則的排列使得它具有較高的撕裂能，即韌性較好。第十頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五3.非晶態(tài)催化劑非晶態(tài)催化劑表面上原子混亂的排列有利于反應物的吸附，理應有良好的催化特性。一般認為是由于非晶態(tài)合金的活化點數(shù)比晶態(tài)多。非晶態(tài)催化劑還因為其在電解液中能很快形成鈍化膜，耐腐蝕性很高，尤其適用于點解催化。第十一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五4.抗腐蝕非晶態(tài)材料目前耐腐蝕性能研究的較多的是鐵基、鎳基和鈷基非晶態(tài)合金。研究表明，鉻對它們的耐腐蝕性都有很大影響，最先是腐蝕速率隨鉻含量的增加而急劇下降，當鉻量到達一定值時，可使腐蝕速率為零。第十二頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五4.抗腐蝕非晶態(tài)材料當合金中含有像鉻這種鈍化能力強的元素時，合金的活性越高，鈍化也越容易。非晶態(tài)合金表面在活性上和結(jié)構(gòu)上的均勻性有利于鈍化膜的均勻性，這一點對其耐腐蝕性也很重要。第十三頁，共十四頁，編輯于2023年，星期五非晶態(tài)合金的應用領(lǐng)域還在不斷地開拓，但是，由于許多非晶態(tài)合金在500℃以下就會發(fā)生晶化，所以工作溫度要受到限制，它是一種亞穩(wěn)態(tài)材料，即使在低于其晶化點的工作溫度下，也存在著材料的穩(wěn)定性問題。另外，液體金屬快速驟冷制備非晶態(tài)合金時，只有表面才能達到足夠的驟冷速度，在距離表面一點距離的