非晶态合金(Amorphous_Alloys)ppt课件

1、12l晶体是指原子呈长程有序排列的固体。非晶态是指原子呈长程无序排列的状态。具晶体是指原子呈长程有序排列的固体。非晶态是指原子呈长程无序排列的状态。具有非晶态结构的合金称为非晶态合金有非晶态结构的合金称为非晶态合金(或称金属玻璃或称金属玻璃)。l通常认为，传统的金属材料都是以晶态形式出现的。通常认为，传统的金属材料都是以晶态形式出现的。 因此，近些年来非晶态合金的出现引因此，近些年来非晶态合金的出现引起人们的极大兴趣，成为金属材料起人们的极大兴趣，成为金属材料的一个新领域。的一个新领域。 Metallic Glass Powder 3非晶体非晶体晶体晶体45l1934年德国人克雷默采用蒸发沉积

2、法制备出非晶态合金。年德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶态合金。l1950年，布伦纳用电沉积法制备出了年，布伦纳用电沉积法制备出了NiP非晶态合金。非晶态合金。l1960年，年，DUWEZ等人从熔融金属急冷制成了金属玻璃并开始进行研究。等人从熔融金属急冷制成了金属玻璃并开始进行研究。l1969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。产奠定了技术基础。l1976年，美国联信公司生产出年，美国联信公司生产出10mm宽的非晶态合金带材，到宽的非晶态合金带材，到1994年已经年已经达到年产达到年产4万吨

3、的能力。目前美国能生产出最大宽度达万吨的能力。目前美国能生产出最大宽度达217mm的非晶带材。的非晶带材。l2000年年9月月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、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上达到国际先进水平。上达到国际先进水平。 6l目前可以通过熔体急冷而制成的非晶态合金已有很多种，典型的有目前可以通过熔体急冷而制成的非晶态合金已有很多种，典型的有Fe40Ni40B20、Fe77Si13B10、CoxZr1-x、Zr47Ti8C

4、u7.5Ni10Be27.5 (块状合金块状合金)、 Fe80B20等。等。Fe80B20结构结构非晶合金带非晶合金带7l液态金属不发生结晶的最小冷却速度称作临界冷却速度液态金属不发生结晶的最小冷却速度称作临界冷却速度RC。从理论上讲，只要冷速。从理论上讲，只要冷速足够大足够大(大于大于RC)，所有金属都可获得非晶态。但目前能获得的最大冷速为，所有金属都可获得非晶态。但目前能获得的最大冷速为106/秒，秒，因此临界冷速小于因此临界冷速小于106/秒的纯金属尚无秒的纯金属尚无法制得非晶态。熔体在大于临界法制得非晶态。熔体在大于临界冷速冷却时原子扩散能力显著下冷速冷却时原子扩散能力显著下降，最后被

5、冻结成非晶态的固体。降，最后被冻结成非晶态的固体。固化温度固化温度Tg称玻璃化温度称玻璃化温度.非晶非晶CCT曲线曲线89l体积、热焓、熵在体积、热焓、熵在Tg处连续，但斜率发生处连续，但斜率发生变化；变化；l比热和热膨胀系数在比热和热膨胀系数在Tg处不连续。处不连续。lTg与冷速与冷速有关有关,冷速冷速越快，越快，Tg越高。越高。10l非晶态形成条件非晶态形成条件:l冷却速度：利用金属和合金非晶态形成的冷却速度：利用金属和合金非晶态形成的TTT曲线或曲线或CCT曲线可估算或确定曲线可估算或确定 RC：RC =(Tm-Tn)/tn（Tm为熔点，为熔点，Tn 、 tn分别为分别为C曲线鼻尖所对应

6、的温度和时间）曲线鼻尖所对应的温度和时间）11l化学成分：组元间电负性与原子尺寸相差越大化学成分：组元间电负性与原子尺寸相差越大(10% 20%), 越容易形成非晶态。因越容易形成非晶态。因而过度族金属或贵金属与类金属而过度族金属或贵金属与类金属 (B、C、N、Si、P)、稀土金属与过度族金属、后、稀土金属与过度族金属、后过度族金属与前过度族金属组成的合金易于形成非晶过度族金属与前过度族金属组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围分范围Al-Y相相图图12l熔点和玻璃化温度之差熔点和玻璃化温度之差 T ： T =Tm-Tg ， T越小，越小， 形成非晶倾向越大

7、。形成非晶倾向越大。 因而，成分位因而，成分位于共晶点附近的合金易于形成非晶于共晶点附近的合金易于形成非晶.l*说明：右图中横坐标为说明：右图中横坐标为A、B两组两组元电负性差的绝对值；纵坐标为元电负性差的绝对值；纵坐标为A、B原子因极化作用而引起的效应。原子因极化作用而引起的效应。13l1、气态急冷法：、气态急冷法：l气态急冷法一般称为气相沉积法气态急冷法一般称为气相沉积法(PVD和和CVD)，PVD主要包括溅射法和蒸发法，这两种方法都在主要包括溅射法和蒸发法，这两种方法都在真空中进行。真空中进行。l溅射法是通过在电场中加速的粒子轰击用母材制溅射法是通过在电场中加速的粒子轰击用母材制成的靶（

8、阴极成的靶（阴极)，使被激发的物质脱离母材而沉积，使被激发的物质脱离母材而沉积在用液氮冷却的基板表面上而形成非晶态薄膜。在用液氮冷却的基板表面上而形成非晶态薄膜。 磁控溅射非晶合金磁控溅射非晶合金薄膜薄膜14l发蒸法是将合金母材加热汽化，所产生的蒸汽沉积在冷却的基板上而形成非晶发蒸法是将合金母材加热汽化，所产生的蒸汽沉积在冷却的基板上而形成非晶薄膜。这两种方法制得的非晶材料只能是小片的薄膜，不能进行工业生产薄膜。这两种方法制得的非晶材料只能是小片的薄膜，不能进行工业生产,但由但由于其可制成非晶范围较宽，因而可用于研究。于其可制成非晶范围较宽，因而可用于研究。物理气相沉积设备物理气相沉积设备15

9、l2、熔体态急冷法：、熔体态急冷法：l目前最常用的液态急冷法是旋辊急冷法，分为单辊法和双辊法。单辊法是将试块目前最常用的液态急冷法是旋辊急冷法，分为单辊法和双辊法。单辊法是将试块放入石英坩埚中，在氩气保护下用高频感应加热使其熔化，再用气压将熔融金属放入石英坩埚中，在氩气保护下用高频感应加热使其熔化，再用气压将熔融金属从管底部的扁平口喷出，落在高速旋转的铜辊轮上，经过急冷立即形成很薄的非从管底部的扁平口喷出，落在高速旋转的铜辊轮上，经过急冷立即形成很薄的非晶带。晶带。 161718铁基铁基铁镍基铁镍基19l离心法和单辊法由于单面接触冷却，尺寸精度和表离心法和单辊法由于单面接触冷却，尺寸精度和表面

10、光洁度不理想，但产品宽度可达面光洁度不理想，但产品宽度可达10mm以上，长度以上，长度可达可达100m以上；双辊法尺寸精度好，但调节比较困以上；双辊法尺寸精度好，但调节比较困难，只能制作宽度在难，只能制作宽度在10mm以下的薄带。以下的薄带。非晶态合金生产线示意图非晶态合金生产线示意图浇注浇注机机测量系测量系统统卷带卷带机机非晶合金非晶合金丝材内圆水纺制备过丝材内圆水纺制备过程程水水2021l3、非晶态合金块材制备方法、非晶态合金块材制备方法l大块非晶合金主要通过调整成分来获得强的非晶形成能力。大块非晶合金主要通过调整成分来获得强的非晶形成能力。Inoue 等人提出了三条简等人提出了三条简单的

11、经验性规律：单的经验性规律：l为了控制冷却过程中的非均匀形核：一要提高合为了控制冷却过程中的非均匀形核：一要提高合金的纯度，减少杂质；二要采用高纯惰性气体保金的纯度，减少杂质；二要采用高纯惰性气体保护，尽量减少含氧量。护，尽量减少含氧量。l合金系由三个以上组元组成；合金系由三个以上组元组成；l主要组元的原子有主要组元的原子有12%以上的原子尺寸差；以上的原子尺寸差；l各组元间有大的负混合热；各组元间有大的负混合热；22l可从图中对比结晶和非晶的形成过程。晶体的生长过程一般是可从图中对比结晶和非晶的形成过程。晶体的生长过程一般是ABE，非晶形成，非晶形成过程是过程是ABC。图中。图中D 表示非晶

12、的晶化。为了制备非晶合金，必须抑制过程表示非晶的晶化。为了制备非晶合金，必须抑制过程E、D 的发生。的发生。2324l典型块状非晶合金：典型块状非晶合金： Zr65Al7.5Cu17.5Ni10 Zr47Ti8Cu7.5Ni10Be27.5 Pd40Ni10Cu30P2025合金系合金系最大厚度最大厚度/mm临界冷速临界冷速RC/KS-1发现年代发现年代非非铁铁磁磁性性Mg-Ln-M(Ln镧系镧系,MCu,Ni,Zn) 10 2001988Ln-Al-TM(TM过渡族金属过渡族金属) 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铁铁磁磁性性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、块非晶合金的主要制备方法：大块非晶合金的主要制备方法：l熔体水淬法：此方法是将试熔体水淬法：此方法是将试样用低熔点氧化物样用低熔点氧化物(如如B2O3) 包包裹起来，在石英管中感应加热裹起来，在石英管中感应加热熔化熔化,最后淬入水中得到非晶态最后淬入水中得到非晶态合金试样。合金试样。水淬块状非晶合金制品水淬块状非晶合金制品27l金属模铸造法金属模铸造法 将高纯元素在氩保下熔融混合后浇注到铜模中。具体工艺可分将高纯元素在氩保下熔融混合后浇注到铜模中。具体工艺可分为射流成型、高压铸造、吸铸等。为射流成型、高压铸造、吸铸等。l此外还有悬浮熔炼法、落管技术法、单向区域熔炼法、高压复合法等。此外还有悬浮

15、熔炼法、落管技术法、单向区域熔炼法、高压复合法等。大块非晶试样制备装置大块非晶试样制备装置大块非晶试棒大块非晶试棒28Zr-Ti-Cu-Ni-Al合金合金Mg合金合金29非晶中的切变带非晶中的切变带含有晶相的复相组织含有晶相的复相组织30l非晶态合金的结构与液态金属结构相似，原子排列没有长程的对称性和周期性，非晶态合金的结构与液态金属结构相似，原子排列没有长程的对称性和周期性，这已为这已为X衍射实验所证实衍射实验所证实,非晶体在透射电镜下的衍射花样由非晶体在透射电镜下的衍射花样由较宽的晕和弥散环组成。在非晶态较宽的晕和弥散环组成。在非晶态合金中，没有晶界、位错等晶态合合金中，没有晶界、位错等晶

16、态合金所特有的晶格缺陷。金所特有的晶格缺陷。非晶合金衍射花样非晶合金衍射花样31DSC曲线曲线XRD曲线曲线DSC示差扫描量热；示差扫描量热；XRDX-射线衍射射线衍射32l1、非晶态结构的描述方法、非晶态结构的描述方法l与晶态相比，非晶态结构是一种无序结构，与晶态相比，非晶态结构是一种无序结构，但不象气体那样原子排列完全没有规则但不象气体那样原子排列完全没有规则,而存而存在短程有序。在短程有序。33l描述非晶态结构目前通用的方法是统计方法，即在非晶态材料中以任一原子为中描述非晶态结构目前通用的方法是统计方法，即在非晶态材料中以任一原子为中心，在和它相距为心，在和它相距为r+dr的球壳中发现另

17、一的球壳中发现另一 个原子的几率为：个原子的几率为： drrrgVNrJ24)()( VN式中，式中， J(r)为径向分布函数为径向分布函数RDF； 为单位体积中的原子数；为单位体积中的原子数；g(r)为双体为双体相关函数。相关函数。 径向分布函径向分布函数示意图数示意图g(r)34lRDF或或 g(r)可以在一定程度上反映非晶态结构的统计性质。比较气态、非晶态和可以在一定程度上反映非晶态结构的统计性质。比较气态、非晶态和晶态的双体相关函数可以看出，非晶态结构与液态非常接近，存在一定的短程有晶态的双体相关函数可以看出，非晶态结构与液态非常接近，存在一定的短程有序，而与气态和晶态则差别显著。序，

18、而与气态和晶态则差别显著。RDF和和g(r)可通过可通过X射线衍射确定射线衍射确定, 但它给出的但它给出的仅是有关结构的一维信息，不能给出结构的具体细节。仅是有关结构的一维信息，不能给出结构的具体细节。 气体、液体、固体的原子分布函数气体、液体、固体的原子分布函数35l2、非晶态结构模型、非晶态结构模型l在描述非晶材料结构的模型中在描述非晶材料结构的模型中(如微晶、随机网如微晶、随机网络、硬球无规密堆等络、硬球无规密堆等)，多数人共认的是硬球无，多数人共认的是硬球无规密堆模型，该模型把原子假设为不可压缩的规密堆模型，该模型把原子假设为不可压缩的硬球，均匀、连续、无规地堆积，结构中没有硬球，均匀

19、、连续、无规地堆积，结构中没有容纳另一硬球的空间容纳另一硬球的空间.这种模型的径向分布函数这种模型的径向分布函数与实测结果符合较好。现有各种模型都存在不与实测结果符合较好。现有各种模型都存在不足。足。 晶态晶态非晶态非晶态3637非晶体非晶体晶体晶体Computer simulation of the disordered atomic structure of a three-component metallic glass38l从液态金属冷却凝固过程中粘度和体积的变化见，当液体以大于从液态金属冷却凝固过程中粘度和体积的变化见，当液体以大于RC速度冷却时，其速度冷却时，其粘度逐渐增大，温度达

20、到粘度逐渐增大，温度达到Tg时凝固为非晶态固体，其体积大于同条件的晶体时凝固为非晶态固体，其体积大于同条件的晶体.液体急液体急冷非晶冷非晶化时粘化时粘度、体度、体积的变积的变化化 体积体积大大粘性粘性小小液体液体过冷液体过冷液体液体液体晶体晶体晶体晶体过冷液体过冷液体液体液体固体固体非晶态固体非晶态固体非晶态固体非晶态固体温度温度l非晶态结构是一种亚稳结构，加热到非晶态结构是一种亚稳结构，加热到Tg以上时，以上时，其粘度下降，原子扩散能力增大，在一定温度下其粘度下降，原子扩散能力增大，在一定温度下(通常为通常为400900)发生晶化而失去非晶态结构。发生晶化而失去非晶态结构。通常晶化温度通常晶

21、化温度Tx要比要比Tg高几十度。高几十度。Tx-Tg的值越大，的值越大，非晶态的稳定性越高。非晶态的稳定性越高。 39Die casting of Metallic Glass can make highly precise parts 40l1、力学性能、力学性能l非晶态合金力学性能的特点是具有高的强度和硬度。例如非晶态铝合金的抗拉强非晶态合金力学性能的特点是具有高的强度和硬度。例如非晶态铝合金的抗拉强度度(1140MPa)是超硬铝抗拉强度是超硬铝抗拉强度(520MPa)的两倍。非晶态合金的两倍。非晶态合金Fe80B20抗拉强度达抗拉强度达3630MPa，而晶态超高强度钢的抗拉强度仅为，而晶

22、态超高强度钢的抗拉强度仅为 18202000MPa，可见非晶态合金的，可见非晶态合金的强度远非合金钢所及。非晶态合金强度高的原因是由于其结构中不存在位错，没强度远非合金钢所及。非晶态合金强度高的原因是由于其结构中不存在位错，没有晶体那样的滑移面，因而不易发生滑移有晶体那样的滑移面，因而不易发生滑移. 41比强度比强度屈服强度屈服强度42l晶体受到剪切应力时，会以位错为媒介在特定晶面上晶体受到剪切应力时，会以位错为媒介在特定晶面上 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无序的，有很高的自由体积，无序的，有很高的自由体积，外力作用时，可重新排列形成外力作用时，可重新排列形成另一稳

23、定的组态，因而非晶态另一稳定的组态，因而非晶态合金屈服时呈整体屈服而不是合金屈服时呈整体屈服而不是局部屈服，具有很高的屈服强局部屈服，具有很高的屈服强度。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断裂强度断裂强度MPa延伸率延伸率%弹性模量弹性模量MPa非非晶晶态态合合金金 Pd83Fe7Si10401818600.166640Cu57Zr43529219600.174480Co75Si15B10891830000.253900Fe80P13C7744830400.03121520Ni75Si81478400晶态晶

25、态 18Ni-9Co-5Mo 181021301012 47l非晶态合金延伸率低但并不脆，而且具有很高的韧非晶态合金延伸率低但并不脆，而且具有很高的韧性，非晶薄带可以反复弯曲性，非晶薄带可以反复弯曲180而不断裂，并可以而不断裂，并可以冷轧，有些合金的冷轧压下率可达冷轧，有些合金的冷轧压下率可达50%。 非晶合金的脆性断非晶合金的脆性断裂裂非晶合金的韧性断非晶合金的韧性断裂裂各种合金弹性应变极限比较各种合金弹性应变极限比较4849l2、耐蚀性、耐蚀性l非晶态合金具有很强的耐腐蚀能力。不锈钢非晶态合金具有很强的耐腐蚀能力。不锈钢在含有氯离子的溶液中，易发生点腐蚀、晶在含有氯离子的溶液中，易发生点

26、腐蚀、晶间腐蚀，甚至应力腐蚀和间腐蚀，甚至应力腐蚀和氢脆。而非晶态的氢脆。而非晶态的Fe-Cr合金可以弥补不锈钢的这些不足。含合金可以弥补不锈钢的这些不足。含8%Cr的铁基非晶的铁基非晶态合金在各种介质中都显示出其优越的抗蚀特性，如在态合金在各种介质中都显示出其优越的抗蚀特性，如在1mol的盐酸溶液中，在的盐酸溶液中，在30下浸泡下浸泡168小时后，小时后，Fe70Cr10P13C7和和Fe65Cr10Ni5P13C7非晶态合金的腐蚀非晶态合金的腐蚀速度为零，而晶态的速度为零，而晶态的18-8不锈钢腐蚀速率则为不锈钢腐蚀速率则为10mm/年。年。非晶铝合金在非晶铝合金在1M HCl中的动电位极

27、化曲线中的动电位极化曲线50富富CrCr、CuCu非晶层非晶层51试样试样腐蚀速率腐蚀速率/mma-14060晶态不锈钢晶态不锈钢 18Cr-8Ni 17Cr-14Ni-2.5Mo非晶态合金非晶态合金 Fe72Cr8P13C7 Fe70Cr10P13C7 Fe65Cr10Ni5P13C717.750.00000.0000120.029.240.00000.00000.000052l影响非晶态合金耐蚀性的重要因素是合金成分。影响非晶态合金耐蚀性的重要因素是合金成分。lCr对改善非晶态合金的耐蚀性非常显著，此外还有对改善非晶态合金的耐蚀性非常显著，此外还有P.l非晶态合金耐蚀性好的主要原因是能迅速

28、形成致密、均匀、稳定的高纯度非晶态合金耐蚀性好的主要原因是能迅速形成致密、均匀、稳定的高纯度Cr2O3钝钝化膜。此外，非晶态合金组织结构均匀，不存在晶界、位错、成分偏析等腐蚀形核化膜。此外，非晶态合金组织结构均匀，不存在晶界、位错、成分偏析等腐蚀形核部位，不易产生点蚀。部位，不易产生点蚀。 晶体晶体非晶非晶53l3、电性能、电性能l与晶态合金相比，非晶态合金的电阻率显著增高与晶态合金相比，非晶态合金的电阻率显著增高(23倍倍)，例如非晶态的，例如非晶态的Cu0.6Zr0.4合金的电阻率可达合金的电阻率可达350cm，而晶态，而晶态高 电 阻 合 金 的 电 阻 率 仅 为高 电 阻 合 金 的

29、 电 阻 率 仅 为100cm左右。这是由于非晶态左右。这是由于非晶态合金原子的无序排列而导致电子的合金原子的无序排列而导致电子的附加散射所致。附加散射所致。5455 小。多数非晶态合金具有负的电小。多数非晶态合金具有负的电阻温度系数，即随温度升高电阻温度系数，即随温度升高电阻率连续下降。温度系数为零阻率连续下降。温度系数为零的非晶态合金在一些仪表测量的非晶态合金在一些仪表测量中具有广阔的应用前景。中具有广阔的应用前景。 l非晶态合金的电阻温度系数（非晶态合金的电阻温度系数（ ）比晶态合金的）比晶态合金的dTd 1Zr48Nb8Cu12Fe8Be24非晶合金电阻随温度变化非晶合金电阻随温度变化

30、56l4、软磁性、软磁性l非晶态合金磁性材料具有高导磁率、高磁感、低铁损和低矫顽力等特性，而且无磁非晶态合金磁性材料具有高导磁率、高磁感、低铁损和低矫顽力等特性，而且无磁各向异性。这是由于非晶态合金中没有晶界、位错及堆垛层错等钉扎磁畴壁的缺陷。各向异性。这是由于非晶态合金中没有晶界、位错及堆垛层错等钉扎磁畴壁的缺陷。 不同磁性材料的磁性相比不同磁性材料的磁性相比 晶态与非晶态与非晶合金的晶合金的磁滞回线磁滞回线57585960l5、其他性能、其他性能l非晶态合金还具有好的催化特性，高的吸氢能力，超导电性，低居里温度等特性。非晶态合金还具有好的催化特性，高的吸氢能力，超导电性，低居里温度等特性。

31、在这些领域有着广阔的应用前景。在这些领域有着广阔的应用前景。 非晶非晶Zr27Ti9Ni38V5Mn16Cr5合金的吸氢行为及其合金的吸氢行为及其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. 利用非晶态合金的高强度、高韧性、以及工艺上可以制成条带或薄片，目前已利用非晶态合金的高强度、高韧性、以及工艺上可以制成条带或薄片，目前已用它来制作轮胎、传送带、水泥制品及高压管道的增强纤维。还可用来制作各种用它来制作轮胎、传送带、水泥制品及高压管道的增强纤维。还可用来制作各种切削刀具和保安刀片。切削刀具和保安刀片。 FeBSi非晶合金条带非晶合金

33、条带63l用非晶态合金纤维代替硼纤维和碳纤维制造复合用非晶态合金纤维代替硼纤维和碳纤维制造复合材料，可进一步提高复合材料的适应性。硼纤维材料，可进一步提高复合材料的适应性。硼纤维非晶非晶金属金属纤维纤维法国地下隧道内衬使用法国地下隧道内衬使用非晶金属纤维增强复合非晶金属纤维增强复合材料材料 装孔附近易产生裂纹，而非晶态合金强度高，且具有装孔附近易产生裂纹，而非晶态合金强度高，且具有塑性变形能力，可阻止裂纹的产生和扩展。非晶态塑性变形能力，可阻止裂纹的产生和扩展。非晶态合金纤维正在用于飞机构架和发动机元件的研制中。合金纤维正在用于飞机构架和发动机元件的研制中。 和碳纤维复合材和碳纤维复合材料在安

34、料在安64Precision MicrogearHigh Performance Diaphragms for Pressure Sensors65l锆基大块非晶态合金用于杆状动能穿甲弹锆基大块非晶态合金用于杆状动能穿甲弹, 以替代对环境有重大污染的贫铀弹，引以替代对环境有重大污染的贫铀弹，引起军方的极大兴趣。这种新的结构材料密度高起军方的极大兴趣。这种新的结构材料密度高(约约14g/cm3)、屈服强度高、屈服强度高(约约2GPa), 变形时不发生加工硬化现象变形时不发生加工硬化现象, 加上块体非晶态合金的高绝热剪切敏感性，其穿甲能力加上块体非晶态合金的高绝热剪切敏感性，其穿甲能力已超过了钨合

35、金穿甲弹，并且有可能超过和达到贫铀弹的穿甲水平已超过了钨合金穿甲弹，并且有可能超过和达到贫铀弹的穿甲水平.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近年来，信息通信产业发展迅速近年来，信息通信产业发展迅速,研发低辐射、超薄、研发低辐射、超薄、小巧、轻便、功能强大的电子产品和移动电话成为小巧、轻便、功能强大的电子产品和移动电话成为各个企业竞争的焦点。非晶态合金比强度高，可以各个企业竞争的焦点。非晶态合金比强度高，可以像塑料一样易成形，适合于制作电子产品壳体。可像塑料一样易成形，适合于制作电子产品壳体。可以制备超薄、小巧、轻便、结构更坚固、功能更强以制备超薄、小巧、轻便、结构更坚固、功能更强大的大的3C产品，是替代镁合金、铝合金和钛合金的理

37、产品，是替代镁合金、铝合金和钛合金的理想材料。想材料。67l在医疗器械领域，在医疗器械领域，大块非晶态合金制造的手术大块非晶态合金制造的手术刀异常锋利、刀口不易钝化、性能稳定、使用刀异常锋利、刀口不易钝化、性能稳定、使用寿命长。在整形外科领域寿命长。在整形外科领域，非晶态合金被用来非晶态合金被用来制造耐磨、耐蚀、高强度的人造关节和接骨板制造耐磨、耐蚀、高强度的人造关节和接骨板等。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体育休闲用品：体育休闲用品：大块非晶态合金最早用来制造高尔夫球杆大块非晶态合金最早用来制造高尔夫球杆的杆头的杆头。近几年近几年,非晶态合金还在滑雪橇、棒球球棒、溜冰非晶态合金还在滑雪橇、棒球球棒、溜冰鞋、网球球拍、自行车和水中呼吸器等产品方面有应用。鞋、网球球拍、自行车和水中呼吸器等产品方面有应用。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空间工程材料：由于性能非常越，大块非晶态合金被认为是未来几种太空设备的空间工程材料：由于性能非常越，大块非晶态合金被认为是未来几种太空设备的候选材料。美国第一艘采集太阳风样品的起源号太空飞船，采集的关键部件候选材料。美国第一艘采集太阳风样品的起源号太空飞船，采集的关键部件太太阳风采集瓦，就是用阳风采集瓦，就是用 锆基大块非晶态合金制造的。锆基大块非晶态合金制造的。7

41、2l2. 非晶态的铁合金是极好的软磁材料，它容易磁化和退磁，比普通的晶体磁性材料导非晶态的铁合金是极好的软磁材料，它容易磁化和退磁，比普通的晶体磁性材料导磁率高、损耗小，电阻率大。这类合金主要作为变压器及电动机的铁芯材料磁率高、损耗小，电阻率大。这类合金主要作为变压器及电动机的铁芯材料(如如Fe81B13Si15C1)、磁头材料、磁头材料(如如Fe5Co70Si15B10),由于磁损耗很低，用非晶态磁性材料代替硅钢片制作由于磁损耗很低，用非晶态磁性材料代替硅钢片制作变压器，可节约大量电能。非晶态合金磁性材料除了变压器，可节约大量电能。非晶态合金磁性材料除了不能在高温下使用外，几乎所有磁性应用范

42、围内均可不能在高温下使用外，几乎所有磁性应用范围内均可使用。使用。 非晶合金铁芯变压器非晶合金铁芯变压器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配电变压器铁芯配电变压器铁芯非晶电抗器铁芯非晶电抗器铁芯非晶磁放大器铁芯非晶磁放大器铁芯非晶扼流线圈非晶扼流线圈非晶互感器铁芯非晶互感器铁芯l非晶态磁性材料还可以做磁屏蔽件、小型铁芯、磁分离器等小型部件。非晶态磁性材料还可以做磁屏蔽件、小型铁芯、磁分离器等小型部件。75l3. 非晶态合金耐腐蚀，特别是在氯化物和硫酸盐中的抗腐蚀性大大超过不锈钢，非晶态合金耐腐蚀，特别是在氯化物和硫酸盐中的抗