第三章 非晶态固体
第三章 非 晶 态 固 体
3-1 试述石英晶体、石英熔体、Na 2O ·2 SiO 2熔体结构和性质上的区别。如何用实验方法来区分它们？
3-2 试证明下面两式相等；
11111111K K Mo n
Mo Mo n αααα?????
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11 3-3 熔体粘度在727℃时是108泊，在1156℃时是10`泊，在什么温度下它是104泊？（用解之)(/lg K T B A +=η） 3-4 试用0
l T T F
E g -+=η方程式，绘出下列两种熔体在1350~500℃间的粘性曲线（
1~lg η）。两种熔体常数如下：
3-5 一种熔体在1300℃的粘度是3100泊，在800℃是108泊，在1050℃时其粘度为多少？在此粘度下急冷，是否形成玻璃？
3-6 从以下两种釉式中，，你能否判断两者的熔融温度、粘度、表面张力上的差别？说明理由。
（1）3223
2225.01.23.03.03.02.02.0O B SiO O Al PbO CaO O Na O K ??
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（2）23220.101.16.02.02.0SiO O Al CaO MgO O K ??
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3-7 SiO 2熔体的粘度在1000℃时为108泊，在1400℃时为108泊。SiO 2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据是在恒压下取得，如果在恒容下得到，你预计活化能会不同吗？为什么？
3-8 名词解释（并比较其异同）
（1）玻璃体和熔体
（2）Tg和T f
（3）玻璃分相和玻璃析晶
（4）亚稳分解与不稳分解
（5）硅酸盐玻璃和硼酸盐玻璃
3-9 试用实验方法鉴别晶体SiO2, SiO2玻璃、硅胶和熔融二氧化硅。并从结构角度来解释这些同质异构体。
3-10 结构上比较硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别。
3-11 一种玻璃组成为80wt％SiO2和20wt％Na2O数，试计算非桥氧百分数？
3-12 玻璃的组成是13wt％Na2O, 13wt％CaO 和74wt％SiO2,若用纯碱、石灰石和石英砂作原料，用1000公斤石英砂熔制该玻璃，问其它两种原料各需多少公斤？
3-13 玻璃的组成是13wt% Na2O、13wt％CaO和74wt％SiO2,计算非桥氧分数。3-14 淬火玻璃与退火玻璃在结构与性能上有何差异？
试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？
3-16 已知石英玻璃的密度为2.3g/cm3，假定玻璃中原子尺寸与晶体SiO2相同。试计算玻璃的原子堆积系数（APF）是多少？
3-17 有一种平板玻璃组成为14 Na2O-13CaO-72SiO2,其密度为2.5 g/cm3,计算该玻璃的原子堆积系数（AFP）为多少？
非晶态固体物理历年试题及答案汇
非晶态固体物理历年试题及答案汇编 1、 说明晶体与非晶体在结构上的区别（5分）；为何制备非晶体合金需要较快冷却速度（5 分）？ 在结构上，晶体是长程有序，原子排列有周期性；非晶体是短程有序，原子排列没有周期性。 只有在较快的冷却速度下，合金才能避免形核，即避免形成晶体，最终形成非晶体。 2、 写出非晶体的三个连续无规模型及它们各自适用的玻璃结构（10分）。请举出其中一种 模型的实例，并描述它的结构特点（10分）。 连续无规网络， 适合于共价玻璃结构；无规密堆积，适用于简单金属玻璃结构；无规线团模型，适用于聚合有机玻璃结构。举例：α-Si 是连续无规网络结构，它的特点如下： 1. z=4， 每个原子四重配位； 2. 不变的键长； 3. 没有悬空键；和金刚石不同的是： 4. 键角有明显的分散； 5. 没有长程有序。 3、 什么是分形维数（5分）？说明自迥避行走与简单无规行走的区别（5分）。 分形维数：这种维数适合于描述高分子链位的随机-几何特性，与欧几里德维数和拓扑维数不同，这个新的维数可以具有非整数值。对于一些规则形状，从方程d N N r 1)(-=（N ：一个整体分成N 个与整体相似的形状）重新得到嵌入空间的欧几里德维数d 。对于一些非常不规则的随机形状，方程就会得出一个不同的维数，这个维数提供了非常有价值的不规则本身的测度。这个维数在数学上称为HausdorffBescovitch 维数，我们把它叫做分形维数。 自迥避行走与简单无规行走不同的地方在于自迥避行走能记住过去曾走过些什么地方，并且不允许再回到已过去的地方。 4、 何谓波粒二象性？写出微观粒子二象性的基本公式。（5分） )/(/mu h P h ==λ，此式表明一个动量为P = mu 的电子或其它微观粒子的行为或属 性宛如波长为λ的波的属性。 5、 什么是过渡族元素和稀土元素？（5分） 凡是外层电子填充在d 轨道的元素都称为过渡族元素；外层电子填充在4f （镧系）、5f （锕系）轨道上的元素称为稀土元素。 6、 说明五种结合键的各自特点，并举例。（15分） 离子键：非方向键、高配位数、低温不导电、高温离子导电，如NaCl ； 共价键：空间方向性、低配位数、纯晶体在低温下导电率很小，如金刚石； 金属键：非方向键、配位数和密度都很高、导电率高、延性好，如Cu ； 分子键：低熔点和沸点、压缩系数大、保留了分子的性质，如Ar ； 氢键：结合力高于无氢键的类似分子，如水。 7、 什么是能带（包括价带、导带、禁带）？（5分）用能带理论解释导体、半导体和绝缘 体的区别。（15分） 由价电子的原子能级展宽而成的能带称为价带；由价电子能级以上的空能级展宽而成的 能带称为导带；两个分开能带之间的能量间隔称为禁带或能隙。 导体有两种情况，一种是固体中的价电子没填满价带，另一种情况是价带和导带交叠， 因而，外电场能造成价电子的定向流动；绝缘体的价带和导带间存在着较大的能隙（即禁带较宽），而价带又被电子填满，因而外电场不能导致价电子的定向流动；半导体的的能带结构和绝缘体类似，价带被电子填满，价带与导带间存在能隙，但能隙较小（即禁带较窄），因而，有的通过热激活，有的通过掺杂形成新能级从而导致电子或空穴的迁移。
熔体与玻璃体
第六章熔体与玻璃体 第一节概述 1．晶体与非晶体的比较 内能比较 结构基础主要讲述的是晶体(crystal)，其结构特点是质点在三维空间有规则排列，称为远程有序；而现在所讲述非晶态固体(Noncrysral solid)（玻璃、树脂、橡胶），其结构特点是近程有序，而远程无序。固体能量曲线图可以说明：晶体的位能最低，玻璃体的位能高于晶体，而无定形物质的位能更高。 2 概念与特征 玻璃由熔体过冷而制得，分传统玻璃和非熔融法所获提新型玻璃。 熔体：介于气态和晶态之间的一种物质状态，其结构有“近程有序”（0~20A内，质点在小范围内规则排列）和“核前群”（液体排列并不限于中心质点）。 硅酸盐熔体由于组成复杂，粘度大，结构研究困难。 3 结构类似 说明熔体和玻璃结构很相似，它们的结构中存在着近程有序的区域：石英晶体中Si-O键距为1.61A, 而石英玻璃中Si-O键距为1.62A，两者极为相似（近程有序） 第二节熔体的结构理论 1近程有序理论： 晶态时，晶格中质点的分布按一定规律排列，而这种规律在晶格中任何地方都表现着，称为“远程有序”。熔体时，晶格点阵(crystal lattices)被破坏，不再具有“远程有序”的特性，但由于熔化后质点的距离和相互间作用力变化不大，因而在每个质点四周仍然围绕着一定数量的、作类似于晶体中有规则排列的其它质点，和晶体不同的是这个中心质点稍远处（10~20A）这种规律就逐渐破坏而趋于消失。对于这种小范围内质点的有序排列称之为“近程无序”。 2核前群理论 又称“蜂窝理论或流动集团理论”液体质点有规则的排列并不限于中心质点与周围紧邻的质点之间，而是还有一定程度的延续，从而是组成了核前群。核前群内部的结构和晶体结构相似，而核前群之外，质点排列的规律性较差，甚至是不规则的。所谓的核前群就是液体质点在形成晶核前的质点群或质点集团 3 聚合物理论 （1）硅酸盐(Silicate)熔体的基本结构 Si4+高电荷，半径小，形成很强的硅氧四面体(Tetrhedral)，其电负性ΔX=1.7，具有52%共价键，和O形成SP3杂化，使Si-O键增强，键距缩短。 结论：Si-O键具有高键能，方向性和低配位(Coordination)。键接方式：共顶连接（鲍林规
非晶态金属材料综述
非晶态金属材料 一，非晶态金属材料 非晶态金属材料是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。大部分金属材料具有很高的有序结构，原子呈现周期性排列（晶体），表现为平移对称性，或者是旋转对称，镜面对称，角对称（准晶体）等。而与此相反，非晶态金属不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序（中程有序正在研究中）。一般地，具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”，所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。 制备非晶态金属的方法包括：物理气相沉积，固相烧结法，离子辐射法，甩带法和机械法。 二，非晶态金属的特点 由于传统的金属材料都以晶态形式出现。但这类金属熔体，由于极快的速率急剧冷却，例如每秒钟冷却温度大于100万度，冷却速度极快，而高温下液态时原子呈无序状态，因被迅速“冻结”而形成无定形的固体，此时这称为非晶态金属；由于其内部结构与玻璃相似，故又称金属玻璃。 这种材料强度和韧性兼具，即强度高而韧性好，一般的金属在两点上是相互矛盾的，即强度高而韧性低，或与此相反。而对于非晶态金属，其耐磨性也明显地高于钢铁材料。 非晶态金属还具有优异的耐蚀性，远优于典型的不锈钢，这可能是因为其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时由于其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶粒、晶界和缺陷，所以不易产生引起电化学腐蚀 并且非晶态金属还具有优良的磁学性能；由于其电阻率比一般金属晶体高，可以大大减少涡流损失，低损耗、高磁导，故使其成为引人注目的新型材料，也被誉为节能的“绿色材料”。 另外，非晶态金属有明显的催化性能；它还可作为储氢材料。 但是非晶态合金也有其致命弱点，即其在500度以上时就会发生结晶化过程，因而使材料的使用温度受到限制。还有其制造成本较高，这点也限制非晶态金属广泛应用。
金属材料的晶体结构
金属材料的晶体结构 一、晶体与非晶体 固态物质可分为晶体与非晶体两类。 ●晶体是指其组成微粒（原子、离子或分子）呈规则排列的物质。 晶体具有固定的熔点和凝固点、规则的几何外形和各向异性特点，如金刚石、石墨及一般固态金属材料等。 ●非晶体是指其组成微粒无规则地堆积在一起的物质，如玻璃、沥青、石蜡、松香等都是非晶体。非晶体没有固定的熔点，而且性能具有各向同性。 图1-18 简单立方晶格及其晶胞示意图 二、金属的晶体结构 (一)晶格 ●抽象地用于描述原子在晶体中排列形式的空间几何格子，称为晶格。 (二)晶胞 ●反映晶格特征、具有代表性的最小几何单元称为晶胞。 晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边的边长（晶格常数）a、b、c和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。 (三)常见的金属晶格类型 常见的晶格类型是：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格： 1．体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞是立方体，立方体的8个顶角和中心各有一个原子，每个晶胞实有原子数是2个。具有这种晶格的金属有：α铁(α-Fe)、钨(W)、钼(Ｍo)、铬(Ｃr)、钒(Ｖ)、铌（Nb）等约30种金属。
图1-19 体心立方晶格示意图 2．面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞也是立方体，立方体的八个顶角和六个面的中心各有一个原子，每个晶胞实有原子数是4个。具有这种晶格的金属有：γ铁(γ-Ｆe)、金(Ａu)、银(Ag)、铝(Ａl)、铜(Ｃu)、镍(Ni)、铅（Pb）等金属。 图1-20 面心立方晶格示意图 3．密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞是六方柱体，在六方柱体的十二个顶角和上下底面中心各有一个原子，另外在上下面之间还有三个原子，每个晶胞实有原子数是6个。具有这种晶格的金属有：α钛(α-Ti)、镁( Mg)、锌(Zn)、铍(Be)、镉（Cd）等金属。 图1-21 密排六方晶格示意图 三、金属的实际晶体结构 ●原子从一个核心（或晶核）按同一方向进行排列生长而形成的晶体，称为单晶体。 自然界存在的单晶体有水晶、金刚石等，采用特殊方法也可获得单晶体，如单晶硅、单
第三章 非晶态固体
第三章 非 晶 态 固 体 3-1 试述石英晶体、石英熔体、Na 2O ·2 SiO 2熔体结构和性质上的区别。如何用实验方法来区分它们？ 3-2 试证明下面两式相等； 11111111K K Mo n Mo Mo n αααα????? ? ???????????? ??-+-= ????? ? ?? -+? ??? ?? ? ?-+=-Mo Mo n Mo Mo n K K N αααα11 1)1(11111 11 3-3 熔体粘度在727℃时是108泊，在1156℃时是10`泊，在什么温度下它是104泊？（用解之)(/lg K T B A +=η） 3-4 试用0 l T T F E g -+=η方程式，绘出下列两种熔体在1350~500℃间的粘性曲线（ 1~lg η）。两种熔体常数如下： 3-5 一种熔体在1300℃的粘度是3100泊，在800℃是108泊，在1050℃时其粘度为多少？在此粘度下急冷，是否形成玻璃？ 3-6 从以下两种釉式中，，你能否判断两者的熔融温度、粘度、表面张力上的差别？说明理由。 （1）3223 2225.01.23.03.03.02.02.0O B SiO O Al PbO CaO O Na O K ?? ?? ??? （2）23220.101.16.02.02.0SiO O Al CaO MgO O K ?? ? ?? 3-7 SiO 2熔体的粘度在1000℃时为108泊，在1400℃时为108泊。SiO 2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据是在恒压下取得，如果在恒容下得到，你预计活化能会不同吗？为什么？
3-8 名词解释（并比较其异同） （1）玻璃体和熔体 （2）Tg和T f （3）玻璃分相和玻璃析晶 （4）亚稳分解与不稳分解 （5）硅酸盐玻璃和硼酸盐玻璃 3-9 试用实验方法鉴别晶体SiO2, SiO2玻璃、硅胶和熔融二氧化硅。并从结构角度来解释这些同质异构体。 3-10 结构上比较硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别。 3-11 一种玻璃组成为80wt％SiO2和20wt％Na2O数，试计算非桥氧百分数？ 3-12 玻璃的组成是13wt％Na2O, 13wt％CaO 和74wt％SiO2,若用纯碱、石灰石和石英砂作原料，用1000公斤石英砂熔制该玻璃，问其它两种原料各需多少公斤？ 3-13 玻璃的组成是13wt% Na2O、13wt％CaO和74wt％SiO2,计算非桥氧分数。3-14 淬火玻璃与退火玻璃在结构与性能上有何差异？ 试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？ 3-16 已知石英玻璃的密度为2.3g/cm3，假定玻璃中原子尺寸与晶体SiO2相同。试计算玻璃的原子堆积系数（APF）是多少？ 3-17 有一种平板玻璃组成为14 Na2O-13CaO-72SiO2,其密度为2.5 g/cm3,计算该玻璃的原子堆积系数（AFP）为多少？
第四章非晶态结构与性质
第四章非晶态结构与性质 内容提要 熔体和玻璃体是物质另外两种聚集状态。相对于晶体而言，熔体和玻璃体中质点排列具有不规则性，至少在长距离范围结构具有无序性，因此，这类材料属于非晶态材料。从认识论角度看，本章将从晶体中质点的周期性规则形排列过渡到质点微观排列的非周期性、非规则性来认识非晶态材料的结构和性质。 熔体特指加热到较高温度才能液化的物质的液体，即较高熔点物质的液体。熔体快速冷却则变成玻璃体。因此，熔体和玻璃体是相互联系、性质相近的两种聚集状态，这两种聚集状态的研究对理解无机材料的形成和性质有着重要的作用。 传统玻璃的整个生产过程就是熔体和玻璃体的转化过程。在其他无机材料（如陶瓷、耐火材料、水泥等）的生产过程中一般也都会出现一定数量的高温熔融相，常温下以玻璃相存在于各晶相之间，其含量及性质对这些材料的形成过程及制品性能都有重要影响。如水泥行业，高温液相的性质（如粘度、表面张力）常常决定水泥烧成的难易程度和质量好坏。陶瓷和耐火材料行业，它通常是强度和美观的有机结合，有时希望有较多的熔融相，而有时又希望熔融相含量较少，而更重要的是希望能控制熔体的粘度及表面张力等性质。所有这些愿望，都必须在充分认识熔体结构和性质及其结构与性质之间的关系之后才能实现。本章主要介绍熔体的结构及性质，玻璃的通性、玻璃的形成、玻璃的结构理论以及典型玻璃类型等内容，这些基本知识对控制无机材料的制造过程和改善无机材料性能具有重要的意义。 4.1 熔体的结构 一、对熔体的一般认识 自然界中，物质通常以气态、液态和固态三种聚集状态存在。这些物质状态在空间的有限部分则称为气体、液体和固体。固体又分为晶体和非晶体两种形式。晶体的结构特点是质点在三维空间作规则排列，即远程有序；非晶体包括用熔体过冷而得到的传统玻璃和用非熔融法（如气相沉积、真空蒸发和溅射、离子注入等）所获得的新型玻璃，也称无定形体，其结构特点是近程有序，远程无序。 习惯上把高熔点物质的液体称为熔体（指熔点温度以上，具有一定流动性的液体），所以对于硅酸盐来说，它的液体一般称之为熔体。 熔体或液体介于气体和晶体之间，高温时其结构状态接近气体，在低温时接近晶体。可从以下几个方面来说明通常所接触到的熔体，其结构更接近于晶体。 （一）通常的熔体是处于离熔点不远的状态 以H2O为例，其冰的熔点为0℃，水的汽化点为100℃，所以通常所研究的水（常温液态H2O）是处于离熔点不远的状态。 硅酸盐物质的熔点一般都很高，多数处于1000℃以上，而所研究的熔体都只比熔点高几百度，即远离气化点，处于靠近熔点的温度，这时的熔体状态更接近于晶体。 （二）固体熔融时体积变化不大 晶体转化为液体时，体积变化ΔV<10%； SiO2转化为液体时，体积变化ΔV<3%。 说明：固体和液体中的质点之间距离变化不大。 （三）固体熔化热比液体气化热小得多 冰的熔化热为6.02 kJ/mol，而水的气化热为40.40 kJ/mol 熔化热Na：2.51 k J/mol Zn：6.69 kJ/mol 说明：固体和液体的内能差别不大，即内部质点之间作用力差别不大。 （四）固液态热容相近 表4-1 几种金属固、液态时的热容值 物质名称Pb Cu Sb Mn 固体热容（J/mol）27.30 31.11 29.81 46.47 液体热容（J/mol）28.47 31.40 29.94 46.06 说明：液体中质点的热运动状态与固体中相类似，即基本上仍是在平衡位置作谐振动。 （五）X射线衍射图相似
无机材料科学基础第四章非晶态结构与性质
第4章非晶态结构与性质 一、名词解释 1．熔体与玻璃体： 熔体即具有高熔点的物质的液体。 熔体快速冷却形成玻璃体。 2．聚合与解聚： 聚合：各种低聚物相互作用形成高聚物 解聚：高聚物分化成各种低聚物 3．晶子学说与无规则网络学说： 晶子学说（有序、对称、具有周期性的网络结构）： 1硅酸盐玻璃中含有无数的晶子 2晶子的互相组成取决于玻璃的化学组成 3晶子不同于一般微晶，而是带有晶体变形的有序区域，在晶子中心质点排列较有规律，远离中心则变形程度增大 4晶子分散于无定形物质中，两者没有明显界面 无规则网络学说（无序不对称不具有周期性的网络结构） 1形成玻璃态的物质与晶体结构相类似，形成三维的空间网格结构 2这种网络是离子多面体通过氧桥相连进而向三维空间规则 4．网络形成体与网络变性体： 网络形成体：能够单独形成玻璃的氧化物 网络变性体：不能单独形成玻璃的氧化物 5．桥氧与非桥氧： 桥氧：玻璃网络中作为两个成网多面体所共有顶角的氧 非桥氧：玻璃网络中只与一个成网多面体相连的氧 二、填空与选择 1.玻璃的通性为：各向同性、介稳性、由熔融态向玻璃态转化是可逆与渐变的，无固定熔点、
由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度的变化连续性和物理化学性质随成分变化的连续性。 2．氧化物的键强是形成玻璃的重要条件。根据单键强度的大小可把氧化物中的正离子分为三类：网络形成体、网络中间体和网络改变体；其单键强度数值范围分别为单键强度＞335KJ/mol、单键强度介于250~335KJ/mol 和单键强度＜250~335KJ/mol。 3．聚合物的形成可分为三个阶段，初期：石英颗粒的分化；中期：缩聚与变形；后期：在一定时间内分化与缩聚达到平衡。 4．熔体结构的特点是：近程有序、远程无序。 5．熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中可以出现结晶化、玻璃化和分相三种不同的相变过程。 6．在玻璃性质随温度变化的曲线上有二个特征温度Tg（脆性温度）和Tf （软化温度），与这二个特征温度相对应的粘度分别为1012Pa·s和108Pa·s。7．在SiO2玻璃中加入Na2O后，析晶能力将A，玻璃形成能力将B。（A 增强 B减弱 C不变）（在熔点粘度越大，越不容易析晶，容易形成玻璃） 8．能单独形成玻璃的氧化物（网络形成体），其单键强度为B；不能单独形成玻璃的氧化物（网络变性体），其单键强度为A。（A 小于250KJ/mol； B 大于335KJ/mol； C 250～335KJ/mol ） 9．当温度不变时，硅酸盐熔体中的聚合物种类、数量与熔体组成（O/Si 比）有关。O/Si比值大，表示碱性氧化物含量高，这时熔体中的B。（A 高聚体数量增多；B 高聚体数量减少；C 高聚体数量多于低聚体；D 高聚体数量少于低聚体） 10．按照在形成氧化物玻璃中的作用，下列氧化物网络变体（单键强度＜250）有Na2O、CaO、K2O、BaO，中间体有Al2O3，网络形成体（单键强度＞335）有：SiO2、B2O3、P2O5。（SiO2、Na2O、B2O3、CaO、Al2O3、P2O5、K2O、BaO ）三、简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。 初期：主要是石英（或硅酸盐）的分化； 中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形；
非晶态合金 玻璃态金属
非晶态合金玻璃态金属 作者：佚名 英文名称：metal-glass;amorphous alloy 说明:又称非晶态合金或玻璃态金属。使金属熔体在瞬间冷凝，以致金属原子还处在杂乱无章的状态，来不及排列整齐就被“冻结”。它兼有金属和玻璃的优点，又克服了各自的弊病。金属玻璃具有一定的韧性和刚性，强度高于钢，硬度超过高硬工具钢，断裂强度也比一般的金属材料高得多。由于避免了晶间腐蚀，有良好的化学稳定性。有些还有良好的磁学性质。 可用以制造高压容器、火箭等关键部位的零部件、机械振荡器、电流脉冲变压器、磁泡器件等。非晶态软磁材料还可用以制造录音、录像的磁头、磁带。 人们赞扬金属玻璃为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”。美国、西欧称之为“21世纪的材料”。 在大多数人想到玻璃时，玻璃板的概念便迅速跃人我们的脑海中。但在一定的条件下，金属也能做成玻璃，例如:这种玻璃可作为电力变压器和高尔夫球棍的理想材料。巴尔的摩港，约翰斯·郝彼科恩斯(JohnsHopkins)大学研究员FoddHufnagel正在研究一种生产超强，富有弹性和磁性特点的金属玻璃的方法。Hufnagel希望了解，金属玻璃形成时，发生溶化金属冷却成固体时的金相转变。 对科学家来讲，玻璃是任何能从液体冷却成固体而无结晶的材料。大多数金属冷却时就结晶，原子排列成有规则的形式称作品格。如果不发生结晶并且原子依然排列不规则，就形成金属玻璃。 不象玻璃板，金属玻璃不透明或者不发脆，它们罕见的原子结构使它们有着特殊的机械特性及磁力特性。普通金属由于它们品格的缺陷而容易变形或弯曲导致永久性地失形。对比之下，金属玻璃在变形后更容易弹回至它的初始形状。缺乏结晶的缺陷使得原铁水的金属玻璃成立有效的磁性材料。 在国家科学基金和美国军队研究总局的支助下，Hufnagel已建立了试验新合金的实验室。他试图创建一种在高温下将依然为固体并不结晶的合金金属玻璃，使它能成为发动机零件有用的材料。该材料也可用于穿甲炮弹等军事场合。不象大多数结晶金属炮弹，在冲击后从平的形状变为蘑菇形状，Hufnagel相信；金属玻璃弹头的各边将转向并给出最好穿透力的削尖射弹。 制造厚的、笨重形状的金属玻璃是困难的，因为大多数金属在冷却时会突然出现结晶现象，制造玻璃，金属必会变硬，因为品格成形时会改变，从纯金属—诸如铜、镍去创建玻璃，它将以每秒钟一万亿摄氏度的速率下冷却。 在1950年，冶金学家学会了通过混入一定量的金属一诸如镍和锆一去显出结晶体。当合金的薄层在每秒一百万摄氏度的速率下冷却时，它们形成金属玻璃。但因为要求迅速冷却，它们只能制造成很薄的条状物、导线或粉末。 最近，科学家通过混合四到五种不同大小原子的元素，去形成诸如条状的多种多样的金属玻璃。变化原子大小使它混合而形成玻璃从而变得更韧。这些新合金的用途之一是在商业上用来制造高尔夫球棍的头。 通常的金属，几乎无一例外地属于晶态材料。早在20世纪初就有人突发奇想，如果把晶态的金属变成非晶态，会有什么物理性质上的变化呢？1934年德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶态合金，发现非晶态合金的强度、韧性和耐磨性明显高于晶态合金。 1969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
关于非晶态金属材料的研究
第三节非晶态金属材料研究现状与前景 1. 非晶态金属材料及性质 非晶态金属是一种“年轻”的金属材料，从它诞生以来，就显示出了巨大的潜能。人们不断地发现它的各种奇异的、优良的特性，非晶材料已被广泛应用与此同时，人们对该材料的磁性、电学性质、力学性质、化学性质以及非晶态之形成及结构进行了广泛的研究，希望在这个亚稳的非晶态结构基础上研发出具有全新的结构和性能的新材料。 1. 1 非晶态金属材料 物质的结构决定了其性质. 物质材料按其结构分类,可分为晶体和非晶体两大类.常见的金属材料从结构上看一般都属于晶体材料.近几十年来,人们发现了金属存在的另一种结构形式——非晶态. 如果把晶体结构的金属视为金属的“常现性态”的话,那么,非晶态金属就是金属的“特常现性态”.非晶态金属又可形象的称为金属玻璃(非晶合金原子的混乱排列类似于玻璃) .对于金属材料来说,通常情况下,当金属或合金从液体凝固成固体(例如钢水凝固成钢锭)时,原子总是从液体的混乱排列转变成固体的整齐排列,即成为晶体.因为只有这样,其结构才最稳定.但是,如果金属或合金的凝固速度非常快(例如以106℃/ s 的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固) ,原子来不及整齐排列便被冻结住了,最终的原子排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金.从理论上说,任何物质只要它的液体冷却速率足够快,原子来不及整齐排列就凝固,那么原子在液态时混乱排列并迅速冻结,就可以形成非晶[2 ].有人根据这一特点又将非晶合金称为“过冷液”.但是,不同的物质形成非晶所需要的冷却速度大不相同.例如,普通的玻璃熔体只要慢慢冷却下来,得到的玻璃就是非晶态. 而单一的金属则需要108℃/ s 以上的冷却速度才能形成非晶态. 目前,受工艺水平的限制,在实际生产中难以达到如此高的冷却速度,也就是说,普通的单一的金属难以在生产中制成非晶.故非晶态金属多为合金,纯的非晶态金属很少. 非晶态金属结构是一种亚稳态结构.在一定的条件下(比如高温、强冲击作用) 会向更稳定的状态——晶态转变而变成普通晶态金属.我们把这一转变过程称为
第六章 熔体和非晶态固体
第六章熔体和非晶态固体 6-1 说明熔体中聚合物形成过程？ 答：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。 可分为三个阶段初期：石英的分化； 中期：缩聚并伴随变形； 后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。 6-2 简述影响熔体粘度的因素？ 答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。 碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。 随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。6-3 名词解释（并比较其异同） ⑴晶子学说和无规则网络学说 ⑵单键强 ⑶分化和缩聚 ⑷网络形成剂和网络变性剂 答：⑴晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有 序区域。它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部分过渡 是逐渐完成时，二者没有明显界限。 无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是 由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面 体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由 多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体 的重复没有规律性。 ⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程：架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的 聚合物，次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即 凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网络形成 剂。 网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻 璃性质改变，即单键强/熔点﹤0.125kJ/mol.k者称为网络 变形剂。 6-4 试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同？ 答：利用X—射线检测。 晶体SiO2—质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。 SiO2熔体—内部结构为架状，近程有序，远程无序。 SiO2玻璃—各向同性。 硅胶—疏松多孔。
非晶态固体的应用
二、非晶态固体的应用 如果说：“非晶态固体很早就与人们的生活密切联系在一起了”，或许有人还要思考一番，但如果说到窗玻璃和各种玻璃制品，几乎人人都不会怀疑它们很早就是千家万户最普通的日常必需品了。玻璃，由于它具有各向同性、绝缘和低导热性、对可见光的透明性以及容易制成大面积的薄板或薄片，再加上经济耐用，已经成了各种现代建筑和交通工具不可替代的结构材料。 如果说玻璃用于建筑是个老话题，那么用于通讯的光导纤维则是玻璃家族的新成员。现在用si-ge玻璃制成的高纯度和高均匀性的玻璃纤维，同时也具有高透明性，对光的衰减可以低到0.3 db?km-1 ，几乎就是光的理想导线，这是其他材料所无法替代的。根据全反射的需要，应在超透明的si-ge玻璃芯线纤维外面同轴地包覆一层折射率比芯线低的玻璃。为使光脉冲在传播过程中不发生散射，现已制成折射率递变的玻璃纤维，就是在这种纤维中折射率自芯线的轴线呈辐射状从内向外逐渐降低。随着光纤通讯的发展，目前传播围绕我们星球的电话信号所用的大部分铜线，正在逐步被玻璃纤维所取代。 在现代社会中，应用最普遍的非晶态固体是有机聚合物，主要包括有机玻璃、各种塑料和合成纤维等，它们已经深入到了几乎所有的技术领域和人们的日常生活之中。不仅用于制作形形色色的日用品，也是重要的结构材料，而且还有许多特殊的用途。导电塑料可用于塑料电池、抗静电防护和电子器件。高吸水性塑料可用于医疗、食品保鲜和无土栽培。针对塑料废弃物所造成的世界性公害，各类可降解塑料应运而生，主要有生物降解塑料、化学降解塑料和光照降解塑料。高效分离膜可用于从混合物中有选择地提取所需要的物质，包括固体、液体和气体，从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大规模使用阶段。在隐形飞机的机体结构中有多处采用了高分子聚合材料，如用多种玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维混杂织物增强的热塑性树脂复合材料制作机身、机翼和垂尾结构中的承力较小的部分。生物高分子材料已经用于除脑、胃和部分内分泌器官以外的各种人工器官的制作，其中绝大部分材料都属于非晶态固体的有机聚合物。
硅酸盐物理化学第三章非晶态固体
h 第三章 非晶态固体 玻璃的一般特点 当物质从液态冷却下来到凝固点时将出现两种可能的情况：一种情况是结晶；另一种情况则是愈来愈稠，到最后变成十分坚硬而又不结晶。后一种情况就说它变成玻璃了。 当液体冷却到凝固温度T f 时，如果比体积Ｖ发生不连续变化，那就是结晶过程。这个点就是凝固点。反之从结晶态加热到这个温度固体就熔融，故T f 也就是熔点。过凝固温度后晶体比体积Ｖ随温度的变化不再维持原来关系，而在V —T 曲线上出现了转折点，固体的热膨胀系数通常比液体要小，故曲线的斜率变小了。但是有的材料很难发生结晶，有的材料虽然容易结晶，但在工艺上采取一定措施以后也可以使这些材料避免结晶现象的发生。对这些材料来说在过T f 点以后得到的是亚稳定的过冷液体。这时材料的比体积就没有不连续的变化。当这种过冷液体继续冷却就会发生另一种情况，即在达到玻璃转变温度T g 以后，V —T 曲线的斜率变小了（基本上与晶体的冷却曲线平行）。这个T g 温度表示了玻璃开始形成，称为玻璃的转变温度。玻璃的转变温度是有一定范围的，即有一定转变区城。当冷却速度较快时转变温度较高，而冷却速度较慢时，转变温度就较低。这样，不同冷却速度可以得到不同密度的玻璃，冷却速度愈慢玻璃的比体积愈小，即密度愈大；而冷却速度较快则玻璃的密度较小。这是因为冷却速度较慢时，玻璃内部的原子有足够时间进行调整，这种过程通常称为弛豫。弛豫的结果使玻璃的结构更趋稳定。 T f 相当于粘度在 l08 泊左右的温度，这个温度时玻璃开始呈软化现象，故又称为软化温度。玻璃的粘度随温度变化而很快变化，尤其在T g 到T f 附近更为激烈，也就是说随着温度提高，玻璃的流动性愈来愈好，这个性质对材料工艺尤其是烧成有重要意义。对于存在玻璃相的烧结，必须控制液相生成的速度及其粘度的变化。若在烧成过程中液相随温度上升而迅速增加，或玻璃相粘度迅速降低，就很容易发生过烧，这样烧成的温度范围就会较窄。 璃玻的结构 径向分布函数晶体中原子排列的图象可由X 射线、电子、中子衍射分析来获得，这些实验方法都是基于晶体结构的周期性。在玻璃中原子排列没有这种有规则的周期性，因而通常的结构分析方法也就不易确定其原子排列的具体图象。因为衍射分析所提供的只是原子的平均环境的知识，也就是说不同原子构型的非晶态可能获得同样的衍射分析结果，这当然是不够理想的。虽然目前已经可以用从X 射线到微波区的多种不同光谱方法来研究玻璃的结构，但它们主要提供的是关于原子及离子的近程有序结构的信息，如配位数、平均位置的对称性、键特征等等。其中X 线衍射分析方法用来研究非晶态的结构历史最久，应用也最广泛。Ｘ衍射分析所提供的信息，可以用径向分布函数来描述。 ∑==n i i n c dr r r 11 2)(4ρπ 径向分布函数可以描述固体中原子排列的有序程度。 从非晶态固体的径向分布函数可以看出在几个埃范围内，径向分布函数有明显的起伏，因此在这个短距离内原子排列是有一定规律的，即近程有序。但在更大距离时，径向分布函数连续上升显示了无序的特点，因此说它是长程无序的。径向分布函数峰值下的面积表示最邻近原子的平均数目（即平均配位数），峰值的宽度则反映最邻近间距的可几分布。 氧化物玻璃的结构 无规则网络学说及晶子学说 晶子学说认为玻璃的结构是由与该玻璃成分一致的晶态化合物组成的。但这个晶态化合物的尺度远比一般多晶体中的晶粒小，故称为晶子。这个学说的主要实验依据是玻璃的
硅酸盐物理化学 第三章 非晶态固体
硅酸盐物理化学第三章非晶态固体
第三章非晶态固体 玻璃的一般特点当物质从液态冷却下来到凝固点时将出现两种可能的情况：一种情况是结晶；另一种情况则是愈来愈稠，到最后变成十分坚硬而又不结晶。后一种情况就说它变成玻璃了。 当液体冷却到凝固温度T f 时，如果比体积Ｖ发生不连续变化，那就是结晶过程。这个点就是凝固点。反之从结晶态加热到这个温度固体就熔融，故T f 也就是熔点。过凝固温度后晶体比体积Ｖ随温度的变化不再维持原来关系，而在V—T曲线上出现了转折点，固体的热膨胀系数通常比液体要小，故曲线的斜率变小了。但是有的材料很难发生结晶，有的材料虽然容易结晶，但在工艺上采取一定措施以后也可以使这些材料避免结晶现象的发生。对这些材料来说在过T f 点以后得到的是亚稳定的过冷液体。这时材料的比体积就没有不连续的变化。当这种过冷液体继续冷却就会发生另一种情况，即在达到玻璃转变温度T g 以后，V—T曲线的斜率变小了（基本上与晶体的冷却曲线平行）。这个T g温度表示了玻璃开始形成，称为玻璃的转变温度。玻璃的转变温度是有一定范围的，即有一定转变区城。当 11
冷却速度较快时转变温度较高，而冷却速度较慢时，转变温度就较低。这样，不同冷却速度可以得到不同密度的玻璃，冷却速度愈慢玻璃的比体积愈小，即密度愈大；而冷却速度较快则玻璃的密度较小。这是因为冷却速度较慢时，玻璃内部的原子有足够时间进行调整，这种过程通常称为弛豫。弛豫的结果使玻璃的结构更趋稳定。 T f 相当于粘度在l08 泊左右的温度，这个温度时玻璃开始呈软化现象，故又称为软化温度。玻璃的粘度随温度变化而很快变化，尤其在T g到T f 附近更为激烈，也就是说随着温度提高，玻璃的流动性愈来愈好，这个性质对材料工艺尤其是烧成有重要意义。对于存在玻璃相的烧结，必须控制液相生成的速度及其粘度的变化。若在烧成过程中液相随温度上升而迅速增加，或玻璃相粘度迅速降低，就很容易发生过烧，这样烧成的温度范围就会较窄。璃玻的结构径向分布函数晶体中原子排列的图象可由X射线、电子、中子衍射分析来获得，这些实验方法都是基于晶体结构的周期性。在玻璃中原子排列没有这种有规则的周期性，因而通常的结构分析方法也就不易确定其原子排列的具体图象。因 12
(完整word版)材料科学基础 第三章
第三章 金属与陶瓷的结构 一、学习目的 材料的结构问题需分层次认识，第一层次是原子核外电子的排布即电子组态和电子构型；第二层次是原子与原子之间的排列位置与相互作用即晶体结构；第三层次是晶相、玻璃相的分布、大小、形状等即显微结构。固态物质按照原子间（或分子）的聚集状态可以分为晶体和非晶体，在金属与陶瓷中，这两种状态都存在，并且以晶体为主。在掌握了原子结构与化学键基础上，学习晶体结构基础知识，掌握固体中原子与原子之间的排列关系，对认识和理解材料性能至关重要。 二、本章主要内容 在结晶性固体中，材料的许多性能依赖于内部原子的排列，因此，必须掌握晶体特征和描述方法。本章从微观层次出发，介绍了金属、陶瓷材料的结构特点，介绍了结晶学的基础知识。主要内容包括： 1、 晶体和晶胞 晶体：是原子、离子或分子按照一定的空间结构排列所组成的固体，其质点在空间的分布具有周期性和对称性。 晶胞：是从晶体结构中取出的能够反映晶体周期性和对程性的重复单元。 2、 金属的晶体结构 金属原子之间靠金属键结合形成的晶体为金属晶体。金属晶体的三种类型和特征为： 面心立方晶体：晶胞中八个角上各有一个原子，六个面中心各有一个原子，角上的原子为临近8个晶胞所共有，每个面中心原子为2个晶胞所共有。晶胞的原子数为4。晶胞长度a （晶胞参数a=b=c ）与原子半径R 之间的关系为： 2a =晶胞中原子堆积系数（晶胞中原子体积与晶胞体积的比值）APF=0.74. 体心立方晶体：晶胞中八个角上各有一个原子，晶胞的中心有一个原子，角上的原子为临近8个晶胞所共有，所以，体心立方晶胞中的原子数为2。晶胞长度a （晶胞参数a=b=c ）与原子半径R 之间的关系为： a =晶胞中原子堆积系数APF=0.68. 密排六方晶体：由两个简单六方晶胞穿插而成。形状为八面体，上下两个面为六角形，六个侧面为长方形。密排六方的晶胞参数有两个，a 为正六边形的边长，c 为上下底面的间距（晶胞高度） 。/c a ≈APF=0.74。 金属晶体密度： C A nA V N ρ=. 3、陶瓷的晶体结构 陶瓷晶体中大量存在的是离子晶体，由于离子键不具有方向性和饱和性，有利于空间的紧密堆积，堆积方式取决于阴阳离子的电荷和离子半径r 的相对大
第三章课后作业
第三章课后作业 练习一 一、 填空题 1、凝固是物质由液相转变为固相的过程。包括由液体向晶态固体转变，称为 ，及由液体向非晶态固体转变，称为 。 2、物质体积自由能G 随温度上升而 ，液相体积自由能G L 随温度上升而下降的斜率 固相体积G S 的斜率。 3、当T ＜T m 时，固-液体积自由能之差：ΔG V = G S －G L 之值 零，ΔG V 称为 。其表达式为： 。 4、由公式可以看出， 是影响相变驱动力的决定因素，过冷度ΔT ，凝固相变驱动力ΔG V 越大。 5、设固相表面曲率k>0，由于曲率的影响物质的实际熔点比平衡熔点T m （r =∞时）要 。 6、对于固态密度低于液态密度的物质，当系统的外界压力升高时，物质熔点必然随之 。对于象Sb, Bi, Ga 等少数物质，固态时的密度低于液态的密度，压力对熔点的影响与上述情况 。 7、特定温T *下液、固相成分达到平衡时，溶质平衡分配系数K 0定义的数学表达式 为： 。 8、假设液相线及固相线为直线，则随温度的上升，溶质平衡分配系数K 0为 。 9、对于K 0＜1，固相线、液相线张开程度 ， K 0越小，固相成分开始结晶时与终了结晶时差别越大，最终凝固组织的成分偏析越 。因此，常将∣1- K 0∣称为“ ”。 二、 解答题： 1、从热力学角度证明：L P T G ? ?? ????＞S P T G ??? ????，并说明此式的含义。 2、从热力学角度证明凝固相变驱动力的表达式： m m V T T H G ???- =?。 3、在右图中，液态合金成分为C 0。假设在冷却过程中按平衡方式凝 固（液相及固相成分均按相图变化），在图上分别标出T 1，T 2 及任意特定温度T*与液相线、固相线的交点的成分，以及两个空白的( )中的相区。 4、根据K 0的热力学表达公式[教材（3-11）（3-12）]，说明： （1）溶质平衡分配系数K 0主要取决于哪两方面热力学因素？ （2）若假设 ,1==S i L i f f K 0＜1的条件是什么？为什么？ 练习二 一、 填空题
冲破传统的新型金属材料——非晶合金
冲破传统的新型金属材料——非晶合金 ##，过程装备与控制工程，313####### 摘要：人类的生活中少不了一种材料，那便是金属。几千年来，我们一直使用着晶态金属材料，然而有一种新型金属材料，从力学、电磁学、化学乃至生物学方面来说性能均优于传统金属材料。它就是非晶合金。本文从非晶合金的结构定义与制备方法入手，介绍了该材料的一系列性能，以及其未来的发展方向和展望。 关键词：非晶合金新型材料优越性能 Abstract：There isa vital material in our life,which is called metal. For thousands of years, we have been using crystalline metallic materials, but there is a new type of metal materials, from mechanics, electromagnetics, chemistry and even biology,it performs much better than the traditional metal materials. Itsname is amorphous alloys. This article introduces a series of properties of the material from the structure definition and preparation of amorphous, as well as its future direction and prospects. Keywords：amorphous alloy,new material,superior performance 金属材料是机械制造中的重要一员，也是人类生产生活不可分割的元素，小到日常用品，大到国防航天，无不使用到金属材料。它的发展亦是人类文明进步的见证。在大约8000年的金属材料使用历史中，人类使用的都是具有晶体结构的金属材料，直到20世纪后期，即1960年美国加州大学Duwez小组用快冷首次获得了非晶态的合金Au70Si30，1967年又最先得到了非晶合金Fe86P12.5C7.5，并发现非晶态合金具有许多常规晶态金属不可比拟 的优越性能，从此揭开了金属材料发展历史上新的一页。 1.什么是非晶合金 非晶态合金又称金属玻璃，具有短程有序、长程无序的亚稳态结构特征。固态时其原子的三维空间呈拓扑无序排列，并在一定温度范围内这种状态保持相对稳定。与晶态合金相比，非晶合金具备许多优异性能，如高强度，高弹性，良好的耐蚀性和优良的磁学性能等。同时，目前的非晶合金临界尺寸已达几个厘米，能够满足作为结构材料应用对尺寸的要求。作为集众多优点于一体的新型材料，非晶合金的迅速发展，为材料科研工作者和工业界研究开发高性能的功能材料和结构材料提供了十分重要的机会和巨大的开拓空间，此外，与之相关的大量基础科学研究也推动了人们对液体和玻璃材料的深入理解。 2.非晶合金的历史 1934年,德国的Kramer首次用热蒸发法制备出了非晶态合金。非晶材料最早的工业应用是1947 年Brenner 等用电解和化学沉积获得了Ni- P 和Co- P 的非晶薄膜, 并用作金属表面的防护涂层。1959年,美国物理学家Turnbull通过水银的过冷试验提出液态金属可以过冷到原
非晶态金属介绍
非晶态金属介绍 1.简介 非晶态金属是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。大部分金属材料具有严密的有序结构，原子呈现周期性排列（晶体），表现为平移对称性，或者是旋转对称，镜面对称，角对称（准晶体）等。而与此相反，非晶态金属不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序（中程有序正在研究中）。一般地，具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”，所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。制备非晶态金属的方法包括：电化学沉积，物理气相沉积，固相烧结法，离子辐射法，甩带法和机械法。 2.历史 一般的金属材料都以晶体形态存在，直到1960年，美国科学家杜威兹（P.Duwez）等首先发现某些贵金属合金（如金-硅合金）在超快速冷却（冷却速度达100万度每秒）情况下可凝固成非晶态合金，当时得到的非晶态合金为Au81Si19。从而发明了直接将熔融态金属急冷制备非晶态金属的方法，非晶态金属的研究才广泛的开展起来。急冷法是目前制备非晶态合金的常用方法，其基本原理是将一薄层液态金属喷射到具有超导热性能的金属冷基上，从而达到快速散热、冷却金属的目的。 3.成分 非晶态的金属通常是以合金的形式存在，纯金属是不易制成非晶态的。 非晶态合金，大致可以分为两大类：一种是过渡族金属-类金属系，其类金属的组分约占15～25at％；另一种是金属-金属系，其溶质金属的组分一般约占25～50at％。然而，有些超出这个成分范围的合金在急冷下也能形成非晶态的结构。 4.特点 优点： ①强度和韧性兼具，即强度高而韧性好，一般的金属这两者是相互矛盾的，即强度高而韧性低，或与此相反，其耐磨性也明显地高于钢铁材料。这也是非晶态金属突出优点。 ②耐蚀性，远优于典型的不锈钢，这可能是因为其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时其结构均