先进的新型金属材料包括钢铁材料律-发展低成本的金属材料-用高新技术改造传统金属工业金属间化合物结构材

21世纪的新型金属材料金属材料是最重要的构造材料和功能材料人类社会文明进展的柱石与里程碑，金属材料始终是最重要的构造材料和功能材料20世纪后期，工业化时代信息化、全球化和学问化的时代。信息技术，生物技术和新材料技术是当期最重要技术进展领域。对材料的需求多样性，科学和技术的进展和成熟，各类材料都得到了飞速进展,有些材料已经取代某些金属材料的应用，各类材料之间发生相互竞争，相互复合的趋势，但金属材料还是最重要的构造材料和功能材料金属材料还是最重要的构造材料和功能材料不行取代性： 最好的综合使用性能 能够便利和廉价的实现大规模生产 能够回收屡次使用的材料2.新金属材料 金属材料本身必需要进展，科学和技术的进展给金属材料的进开放拓了道路两类新金属材料: 先进传统金属材料2.新型金属材料先进传统金属材料先进根底金属材料一。提高面大量广传统金属材料的主要使用性能和质量，以满足社会进展的大量需求。钢铁为例：已有年产1.8亿吨的力量，猜测我国钢产量要增加到2亿吨或更高产量国际上争论攻关的热点：提高强度和其他使用性能，例如提高强度一倍，提高寿命一倍，那样，就可以一吨钢当二吨钢用图1 各类钢的强度进展材料强度（Mpa）细化的组织结构用途厚板

780-980590-780M+BF+B建筑，桥梁50-150mm冷,热轧薄板

340-440590-980590—780980-1470IF钢TRIP板Cu强化超高强深冲板汽车板

非调质钢

780-980780-1200980-1500F+PBM汽车部件，各种机械，及土木等线材2450-4900P

钢管

690-1470700-840（无缝）650-800（焊缝管）M耐蚀MF＋B汽车油井输送管不锈钢880-1960880-17001350-17502060-2650AMM（PH钢）M时效钢低导磁率汽车，船，构件

三化：材料的组织〔晶粒〕细化，组织更均匀化，材料更纯洁化①

第一层次是解决得到，纯度到80-100ppm，微构造细化到大约5微米水平的均质的超级钢。主要是解决金属材料强韧化理论新的组合，应用和进展中，有关远离平衡态微构造的科学问题。②解决其次层次的科学问题就可以得到细化到0.1—1微米水平的均质的微构造超级钢。这要求进展能够得到更细小组织构造的新理论，新工艺和新技术，根底争论更要有深度。固态下的晶粒细化与晶粒长大争论经过相变〔组织转变和再结晶〕得到的平均晶粒度由形核率和长大速率掌握，但晶粒会长大，打算于温度、时间和晶界可动性。主要的晶粒细化理论和工程有：相变微构造细化，快速加热和冷却的集中型相变细化及马氏体相变细化。形变再结晶细化，形变，动态再结晶和静态再结晶细化， 质点细化〔合金化〕，加大非自发形核和形核率热机械处理复合细化，综合利用四种细化手段 科学地应用和进展这些理论可以得到1微米以上的晶粒度。由于奥氏体形成温度高，晶粒掌握更难一些。间隙热加工＋再结晶20

m80%冷加工0.9μm奥氏体

p

M2-3

m晶粒奥氏体晶粒细化热加工和再结晶反复相变：奥氏体冷加工诱导马氏体＋回火马氏体＋冷加工＋奥氏体化铁素体晶粒细化从奥氏体快冷相变减小奥氏体晶粒奥氏体加工硬化，相变与热加工结合，细化晶粒奥氏体相中的细小质点相变组织微构造细化争论组织微构造主要指：珠光体片间距，珠光体团尺度，贝氏体片尺度及质点间距，马氏体板条尺度，贝氏体和马氏体中片中的亚构造和孪晶,剩余及其分布,双相组织尺度和形态以及各种组织中的一些位错密度高的亚构造及析出物等等，总之，凡能阻碍位错运动，缩短位错运动长度和削减应力集中的极限细小的组织构造都是追求目标。它将导致强韧性同时提高。主要的细化组织构造的技术有：①板条马氏体的细化技术，②

亚稳奥氏体形淬火，马氏体中亚构造尺度可小到1微米，或更小。③极细双相组织钢(MICRO-DP钢)。④形变诱导马氏体，马氏体诱导塑性。⑤形变中相变与相变后形变的相互结合对于要求1微米甚至更细的超细晶粒，要解决的科学问题更难：①

要更科学地运用细化的理论，进展能在更加苛刻的条件下〔如更低碳，更纯，更薄等〕获得1微米甚至更细的超细晶粒的争论②

进展防止超细晶粒的快速长大和不均匀长大的理论。，这二方面相互联系，都要解决，否则不简洁得到这样小的晶粒度。为了防止超细晶粒的快速长大和不均均匀长大，有效方法之一是界面其次相粒子的钉扎作用。质点细化其次相对晶粒长大的阻碍作用，粒子尺寸大一点，其阻碍作用降低很多.晶粒越小，晶界移动的驱动力越大，更加难于阻碍晶粒长大，要求有更多的其次相纯洁化的问题纯洁化指要高纯度和高净洁二方面。众所周知，不纯和夹杂有害，往往造成脆性。但钢总有杂质元素和夹杂，过分要求则带来很大经济负担。钢中不纯和夹杂的有害性与钢的水平有很大关系，一般是钢的强度越大，要求越高。目前日本钢的纯度大致在80-100ppm水平，这个水平大致能适应细化到10微米尺度或更细一些的钢的要求。问题是对于有更高强度，更细构造的钢，纯洁度究竟要求多少，这本身就是一个重要科学问题。晶粒细化与杂质偏析有交互作用，晶粒大小从10微米降到1微米，其偏析程度下降几个数量级界面磷量温度大晶粒小晶粒细晶化对连铸带来的科学问题粗大晶粒〔柱晶〕，热加工量小，冷却快固溶大连铸过程的准确掌握各种扰乱场〔如电磁扰乱场等〕下的连铸凝固理论和技术，半凝固铸造理论和技术等轴化、细化二。满足航空、能源、交通、通讯及国防工业进展新产品的要求，进展出水平更高、性能更好的先进高性能金属材料,特殊是轻金属材料。金属材料；信息通讯行业的进展要求有更高、更快、更强水平的金属功能水平更高的镍基高温合金、各种高强钢和耐蚀合金、各类轻金属材料，如钛合金、铝合金和镁合金技术路线核心从合金化、新制备工艺两方面入手，两者相辅相成，但改善和进展新制备工艺往往是关键。快速凝固技术＋合金化定向凝固和单晶制备技术＋合金化氧化物质点弥散强化的机械合金化合金＋合金化纳米金属材料的重要制备技术＋合金化三。满足改善地球和社会环境的要求，进展环境友好的金属材料要求材料从开头生产直到使用后的废料处理整个循环过程中造成污染最少，资源利用最好，能量消耗最低，即对地球最友好要改善生产过程使之环境污染少和能量消耗少；改善合金设计使之具有更长的使用寿命和能够更好回收再利用；进展新的动力机械使之提高效率，削减材料消耗等21世纪必需要把进展环境友好的材料，和能够很好利用回收的材料，同时要淘汰一些环境不友好金属材料日本科技厅打算从2023年度开头，开展减轻环境负荷新材料的开发工作。不仅要把废钢铁进展再生，而且再生后的钢铁要比一般钢铁的强度高出1.5倍。打算每年投入约10亿日元，5年后要生产出再生钢铁的板材。还打算使用新型的耐热材料试制小型的气体透平机，使其热效率提高20%，使二氧化碳排放量削减30%新型环境友好金属材料的进展通用型合金成分设计掌握的通用合金，热加工工艺及热处理掌握的通用合金环境友好工艺技术的进展——短流程低消耗高效率工艺技术冶金短流程工艺，连铸技术，电炉与其他炼钢技术近终形加工技术，Osprey,近终形周密加工技术计算机工艺模拟技术外表处理技术的进展，特殊对外表受损的条件，通过外表处理提高耐腐蚀和磨损的力量高性能高质量长寿命合金的进展和环境友好设计方法 处理好部件的长寿命和机械整体设计寿命或机械模块化设计寿命的关系，着眼于机械整体寿命设计和机械模块化寿命设计5. 环境友好的评价标准和环境友好设计通用型钢和合金(general-purposealloy,or,Super-universalalloy)是指一种允许成分范围宽、组织和性能可掌握的、工艺性能好的钢和合金。其特点是∶①允许成分范围宽，主要指二方面宽，一方面是主要掌握性能的合金元素含量略宽一些，以使生产者有可能掌握生产出更适应使用者不同要求的钢号合金；另一方面指一些剩余元素的种类略多一些，以利于承受再循环技术等新技术，同时又严格保证钢的质量；关于杂质元素和气体含量则可分为一般和超纯两档统一要求。②在充分把握材料的成分--工艺--组织--性能关系的专业学问的根底上，能够在生产上严格掌握产品性能，以满足使用者严格的性能要求。③工艺性能好，可生产各类产品品种。④具有能满足标准规定要求的材料使用指导书，明确地指导用户得到需要的使用性能。这是一种不同现行技术条件规定的新的钢和合金的概念，同时具备的上述几个特征，反映出它是一种在现代合金设计新思路和方法指导下、建立在现代先进的生产技术水平根底上的，新一代的钢和合金通用型钢和合金可以有不同的类型，不同的合金设计思路∶①成分掌握为主导的通用型钢和合金(Composition--controlledalloy)。这类通用型钢和合金的性能对成分很敏感(相对于其他工艺参量)，因而成分掌握特别重要，而其它生产环节的掌握略宽。②工艺掌握为主导的通用型钢和合金(Process--controlledalloy)。这类通用型钢和合金的性能对某些工艺参量很敏感(相对于其他成分及其他参量)，因而某些工艺参量掌握要求严格而允许的成分范围较宽，严格的掌握工艺是关键。③纯度掌握为主导的通用型钢和合金(Purity--controlledalloy)。这类通用型钢和合金的性能对纯度很敏感(相对于其他工艺参量)，严格的纯度(杂质和气体)掌握是关键，例如滚珠钢。④数据掌握的通用型钢和合金(Data--controlledalloy)。这类合金可能是针对一些有特殊性能要求的钢和合金有效，例如对腐蚀、焊接、长期力学性能等有具体要求而对其他方面关注较少的状况。例子之一进展一种通用型高导磁率的铁／镍基合金。在完全把握导磁率理论的根底上，通过掌握当量磁性镍原子与铁原子之比，依据目前到达的技术水平，可以允许存在的合金元素多达13种，除Fe和Ni以外，还可以有Mo,Cu,Nb,Ta,Al,Ti,V,W,SiMn,Cr等，可以依据返回料的成分，依据肯定的合金设计计算式掌握各个成分的含量，得到较好磁性水平的合金:i(H=0.08A/m)=80000Gs/Ge,i(H=0.4A/m)=120230Gs/Ge,m=278000Gs/Ge,Hc=0.848A/m,Bs=o.73T.固然，热处理工艺也要满足肯定的要求，不过要求不是特别严格。所以可以说这是一个成分掌握为主导的通用型钢和合金。工艺掌握通用钢：长期使用的低合金耐热钢，虽然已经进展了很多不同级别的钢种，其短时力学性能虽有差异，但在肯定程度说，其长时力学性能(使用十万小时以上)的差异不大，因此，有条件进展不同使用温度范围的通用型钢和合金，其主要成分可以简洁化，但却允许肯定的剩余元素存在范围。双相合金。以+双相钛合金为例，该合金系的室温力性和超塑性力量与相的体积百分数、相基体的电子与原子的比例、相的固溶强化程度(它又由合金元素与钛的原子半径差和电阻变化率打算)、和时效温度打算，所以可以依据成分和这些参量的关系进展合理的合金设计，进展出一类通用型双相钛合金，环境友好设计方法一个部件的环境友好设计：部件失效带来的本钱和环境负荷〔包括停产修理〕B，修理部件的花费和环境负荷,A B/A越大，最正确寿命应越长2.几个部件的环境友好设计：Monte-Carlo方法四。满足市场规律，进展低本钱的金属材料大量民用品的生产和应用都与金属材料相关，民用品必需讲究本钱，其中重要一环是使用本钱低而又能满足使用要求的金属材料。对于比较贵的合金和民用产品，进展低本钱金属材料就更加重要 如Ti合金，高级钢材五。用高新技术改造传统金属工业。制备技术的工业化改造和革新是21世纪中国金属材料工业进展的重要内容。

新〔型〕金属材料完全不同于传统金属材料的一类新的金属材料虽仍具有金属的最根本的特性，但是有本质区分：涉及的根本的理论体系有重大的本质性进展，合金系统的某些根本特性及其设计原理也有重大进展某些特殊优越的使用性能，是传统金属材料得不到的特殊性能并非肯定是新觉察的，但在过去尚不行能作为一种工程材料实现工业化应用，只是在当今的科学和技术进展的条件下，才有可能成为工程材料得到应用金属间化合物构造材料金属间化合物功能材料新型功能构造材料非晶薄带和大块金属玻璃材料纳米晶粒尺度的金属材料先进金属基复合材料金属间化合物材料是巨大的新金属材料库1914年英国冶金学家首次提出“金属间化合物〔Intermtallics〕”一词自1913到1989年觉察的25000种金属间化合物的数据金属间化合物材料的特点金属间化合物材料则不是以某种金属元素为基体，而是以金属间化合物为基体还保持金属根本特性的化合物，它在很多方面会与传统金属材料相通从“化合物”这一特点动身，它在很多方面会与传统金属材料不同不同原子之间具有较强的结合力，室温下有较大的脆性，不同原子之间的各式各样的结合，使得不同金属间化合物表现出各式各样的有吸引力的特性和优越性金属间化合物难于成为很简洁生产和大量应用的工程材料。金属间化合物构造材料比重低而熔点高强度随温度上升而提高是一种反常强度—温度关系脆性，79年日本的Izumi觉察加硼可以大大提高Ni3Al金属间化合物的塑性，目标是进展出一种能耐更高温度，比强度〔强度与比重之比称为比强度〕更高的新型高温构造材料希望进展一类金属间化合物高温材料，它要具有比镍基高温合金更高的高温比强度，又要具有比脆性高温陶瓷材料更好的塑性和韧性，并且在生产工艺和装备上更接近已有金属材料的大生产装备近中期要求是能取代一局部正在使用的比强度较差的高温构造材料，以降低各种运载工具用引擎和运载工具本身的重量，提高比推力和效率，从而例如期望能削减越洋飞行时间的一半美、日、欧洲诸国都组织了连续性的全国性的争论打算。我国863和国家自然科学基金重点和重大工程铝化物，硅化物—Ni3Al、NiAl、TiAl、Ti3Al、FeAl、Fe3Al、Fe3Si和Ni3Si、Nb5Si3、Mo5Si3、MoSi2等。金属间化合物构造材料进呈现状Ni3Al和Ti3Al、Fe3Al和Ni3Si合金是开发最早的金属间化合物构造材料，它们的金属特性较强，还可以与镍、铁或钛固溶体组成双相合金，室温塑性较高，比较简洁解决工业化问题，目前都已可实际工业应用NiAl和TiAl是九十年月以来重点开发的材料，美国GE公司的NiAl单晶导向叶片已经成功通过试车，降低发动机部件重量可达30%左右TiAl合金是当前进展的重点，降低发动机部件重量可到达40-50%左右，1999年初TiAl合金的排气阀已在体育运动高速竞赛汽车上实际应用，2023年初已用做增压涡轮目前争论的重点是努力提高TiAl合金使用温度、进展高温高性能TiAl合金，并使TiAl合金能有用于航空航天工业进展熔点更高的金属间化合物合金系。目前在探究Mo5Si3Nb5Si3、和MoSi2合金系。还有人探究高熔点贵金属基的金属间化合物合金系

Ni3Al合金IC6导向叶片

已进入应用阶段铸造合金的典型性能

拉伸Ti-47Al-2Nb-2CrTi-45Al-2Nb-2Mn+0.8Vol%TiB2

(GE)

(Howmet)性能(晶粒400-600

m)(晶粒100-150

m)

Y(MPa)275-380400-600

B(MPa)360-500485-720

K1C(MPa

m)2217高铌钛铝合金的拉伸性能与典型TiAl合金的比照AMM 新金属材料国家重点试验室StateKeyLaboratoryforAdvancedMetal&Materials金属间化合物功能材料钕铁硼稀土永磁材料稀土元素与铁形成的金属间化合物为基的永磁材料，可以做成能量密度很高的贮能器。可以高效率地实现能量与信息的相互转换日本钕铁硼稀土永磁材料有将近60%做计算机硬磁盘驱动器，高性能的钕铁硼稀土永磁材料还应用于软磁盘驱动器，光盘驱动器、机和数字视盘等。现在DVD要求的存贮量更高。为满足磁头定位精度高和存、取速度更快的要求，要求钕铁硼稀土永磁材料的磁性能更高。80年月末，Nd-Fe-B系烧结永磁体的最大磁能积为400kJ/m3〔50MGOe〕左右，1994年到达431kJ/m3(54.2MGOe)，希望能够到达理论值：512kJ/m3(64MGOe)。目前最新进展是稀土铁化合物与a—Fe两相纳米复合的新型永磁体：用10纳米尺度的Nd2Fe14B/—Fe(20%体积分数)，磁性能可到达880kJ/m3我国96年年产量到达2600吨，在国家863进展打算的支持下取得了更大的进展，开发了N45系列磁体，正在开发N50系列N44H和N33UH磁体,已批量出口VCM磁片,已建成年产10吨HDDR各向异性粘结磁体的生产线，磁能积到达15.5。最近，年产50吨高档稀土钕铁硼材料的中试线建成,已成功研制了1.3-11KW等六种稀土永磁电机，大容量的1120kw永磁电机正在研制中。抽油机用的11-37KW永磁电机也已研制成功，并在油田得到实际应用，可节电43%。目前，我国已形成了年产1.5万台稀土永磁发电机及移动发电装置的力量。稀土超磁致伸缩材料Laves相RFe2为基体的金属间化合物合金〔R=Tb0.3Dy0.7〕,磁致伸缩应变大，能量密度高，能量转换效率高，响应速度快，稳定与牢靠性高等Tb-Dy-Fe合金的<112>轴向是晶体的择优生长方向,接近<111>易磁化方向，认为是制造<112>轴向取向是制造高性能Tb-Dy-Fe的唯一技术途径转变Gl/V比〔GL-温度梯度，V-晶体生长速度〕来掌握Tb-Dy-Fe合金晶体轴向择优生长的晶体学方向，可制造<110>,或<112>，或<113>，或<110>+<112>+<113>混合轴向取向的Tb-Dy-Fe材料。觉察<110>轴向取向具有优异的低场高性能。例如(Tb0.3Dy0.7)Fe1.95合金<110>轴向取向样品在40KA/m和6Mpa下的λ//到达1000~1150ppm,优于美国制造的一样成分的<112>轴向取向合金棒。已组建产业化生产线，可批量生产<110>轴向取向的Tb-Dy-Fe材料。金属间化合物贮氢合金是一种能吸氢和放氢的金属间化合物材料，是当前重点进展的镍—金属氢化物〔NiMH〕电池的主要电极材料，高容量、综合性能好的电极材料是提高镍氢电池的关键LaNi5、CaNi5、和MmNi5金属间化合物。目前主要是LaNi5基贮氢合金，其初期活化简洁，吸氢和放氢特性优异，MmNi5经多元合金化后，可改善其贮氢特性，得到滞后小，反响速度快并且难以粉化的贮氢材料。还有双相合金LaNiX〔X5〕，主要相LaNi5起贮氢作用，镍相对氢反响起电催化作用，使电极活化在863进展打算的支持下，我国镍—金属氢化物〔NiMH〕电池已取得很大进展，储氢合金粉、泡沫镍和氢氧化镍质量到达国际水平，并实现商品生产。批量生产的AA电池容量到达1450mAh，1C充放电寿命超过600次。电池性能和生产技术已到达国外先进水平。已建成了和平海湾、三普和浙江中大三条示范生产线，形成年产8000万只生产力量。此外，电动车用NiMH电池也已研制成功，但尚需提高水平功能构造材料—外形记忆合金热弹性马氏体相变，导致的外形记忆效应。马氏体受应力时，在马氏体内部的组织，即孪晶或层错，进展再取向而储存能量，应力去除或在逆转变时再取向进展可逆长大，形成外形记忆效应伪弹性的外形记忆效应—母相受应力后诱发形成马氏体相变，并发生应变，去处应力后，马氏体消逝，应变趋于回复塑性的外形记忆效应〔或单程外形记忆效应〕—合金冷却时产生的马氏体相变，然后经塑性形变转变外形，再加热产生逆相变恢复到母相时，渐渐回复应变，到马氏体完全消逝时，就完全回复母相的原来外形有的合金不但对母相的原来外形具有记忆效应，而且当再冷却成为马氏体时还能回复马氏体的外形，称为双程外形记忆效应。但由于这种回复往往是不完全的，双程外形记忆效应需要进展反复多达10次以上的热机械处理，最大的应用领域是作紧固连接件，电器连接件。首先做成钛液压管的连接环，先在室温把TiNi外形记忆合金机加工成连接环，但其内径略小于钛液压管的外径，再冷至低温，加力扩径8%后使可在钛液压管上滑动，当再回到室温时，TiNi外形记忆合金紧固连接环回复到原来尺寸，产生收缩从而紧固连接钛液压管。石油管连接头是相像的应用。In-Tl合金，Ti-Ni合金和黄铜合金，Au-46.5/50Cd、Ti-49/51Ni、In-18/23Tl、Ni-36/38Al、Cu-15.3Zn、Cu-38.5/41.5Zn等。觉察不仅有序合金能有外形记忆效应，有的无序合金，例如铁基外形记忆合金，Fe-25Pt,Fe-Pd,Fe-Mn-Si,Fe-Ni-Co-Ti,Fe-Cr-Ni-Mn-Si-Co合金等也有外形记忆效应。家用电器上做促发器或促发开关。利用外形记忆合金弹簧的低温有效弹性模量低于通常的弹簧，而高温相反的特性，可以掌握温度使外形记忆合金弹簧双始终回运动，起促发作用。应用于生物医学领域。例如做血凝块的网状分别器，先在低于体温下折叠并放入静脉血管，当温度上升到体温时，网状分别器重又开放。外形记忆合金在人体修复术方面用的越来越多，例如做接骨用的板、钉和修牙用具等，利用外形记忆效应使断骨之间产生压力并使断骨之间连接很好，促进断骨修复外形记忆合金在做手提天线，活动眼镜架等等方面都有应用。非晶带和大块金属玻璃合金非晶构造只有原子短程有序排列，而没有原子按肯定规律排列的长程有序构造，似氧化物玻璃只有极快冷却条件下才能得到非晶构造固态金属—非晶薄带。我国已具备年产6000吨200毫米宽的非晶带力量，非晶薄带材料已经工业化应用主要用途是做软磁材料，合金系有过渡元素〔Fe,Co,Ni〕—20%类金属(B,Si,C,P)系，过渡元素〔Fe,Co,Ni〕-10%(Zr,Hf)系，稀土元素—过渡元素系等。具有代表性的商业合金为Fe78Si9B13、Co66Ni1Fe4Si15B14、Fe40Ni40P14B6、Fe81Co9Zr10B8等。Fe78Si9B13非晶带做配电变压器的铁芯，其铁损比取向冷轧硅钢片铁芯小～70%，有巨大经济效益。Co基和Fe-Ni基非晶带是高导磁率合金。大块金属玻璃材料可以说是九十年月大力进展的材料。获得非晶构造的临界冷却速率一般要小于103K/s.现已觉察的重要的大块金属玻璃材料的合金系有：Mg-Ln-TM,Ln-Al-TM,Zr-Al-TM,Zr-(Ti,Nb,Pd)-Al-TM,Zr-Ti-TM-Be,Nd-Fe-Al,Pd-Cu-Ni-P,Pd-Cu-Ni-P,Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge),Pr-Fe-Al,Fe-(Co,Ni)-(Zr,Nb,Ta)-B,Co-Fe-(ZR,Nb,Ta)-BFe-(Co,Ni)-(Zr,Nb,Ta)-(W,Mo)—B系等〔TM表示过渡元素，Ln表示镧系元素〕。Zr-Al-TM系合金可得到30毫米的大块金属玻璃材料，加Be的Zr-Ti-TM-Be非晶合金和Pd-Cu-Ni-P非晶合金的厚度可分别到达40和72毫米。具有一般晶态材料没有的独特特性，例如，具有很高的刚性、强度、耐磨性和断裂韧性，优良的磁性，极佳的耐蚀性和催化特性。在肯定的条件下，大块金属玻璃材料具有极好的超塑性，拉伸变形量可达15000%。已用锆基大块金属玻璃合金做成高级的高尔夫球棒的击球头〔Amorphousgolfclubs〕，利用其高刚性把高尔夫球打的更远。这种高尔夫球棒价格极高。在国防、化工、能源、机械等行业都有应用潜力，美国国防部已宣布要为军事系统争论非晶态金属。极重要的应用潜力，就是作为纳米材料的重要制备途径，即先制备成大块金属玻璃材料，再通过掌握结晶得到大块纳米材料。大块金属玻璃材料经过掌握析出纳米晶相，可以产生极大强化作用。例如，Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5铸态全非晶棒的拉伸断裂强度为1150MPa，当含有14%纳米Zr3Al2析出时，拉伸断裂强度提高到1520MPa。已有争论成果多元短程序畴过冷理论直径为3mmZr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5块体玻璃合金非晶圆棒退火温度T=773K>TX(晶化温度)退火时间铸态3min5min10min纳米相的无析出相10～15nm20～30nm45～55nm断裂强度1780183019602080773k10min退火后的TEM明场像。20纳米非晶相强化的Al9V8Fe2合金带断裂强度可达1487MPa纳米晶粒尺度的金属材料纳米材料和纳米技术可能成为下一世纪前20年的主导技术，成为下一次工业革命的核心。科学技术包括纳米材料学、纳米机械学、纳米电子学、纳米化学和纳米物理化学、纳米生物学等组成一个崭新的科学技术时代。目前进展最快的是在微电子信息领域，纳米碳管及纳米构造组装体系等相关技术。生物工程和医学领域的应用争论方兴未艾。在化工、陶瓷、纳米功能涂层等领域的应用争论也是备受重视。纳米金属材料是以纳米〔十亿分之一米〕尺度的晶粒或颗粒组成。晶粒尺度在10纳米以上时，占据界面的原子数只占20%以下，大局部原子在晶内。当晶粒细化到10纳米以下时，晶界所占体积百分数和界面的原子数的占据比例上升速度加剧，到1纳米晶粒时，晶界原子数到达～90%〔随晶粒外形略有差异〕晶界区原子排列是被扰乱的有序排列或含有大量缺陷的有序排列，晶内原子虽有序排列但与晶粒内部的构造相比，原子偏离了正常平衡位置，发生晶格畸变和晶格体积变化，并且成为被晶界区隔开而互不相关的纳米尺度有序排列原子团，常规晶态的电子理论已不能正确应用到这种特殊构造，从而构成与晶态和非晶态均不一样的一种新的构造状态，成为一种全新的材料。我国取得重要的进展。在制备大面积定向纳米碳管阵列和超长纳米碳管，制备碳化铝〔TaC〕纳米丝外包覆绝缘体SiO2,TaC纳米丝外包覆石墨的纳米电缆，制备SIC纳米丝为芯的纳米电缆，制备30nm的氮化稼微晶从四氯化碳(CCl4)制成金刚石粉外表效应、体积效应，和量子尺寸效应， 纳米材料的比外表积/体积很大，高的化学活性，