3-非晶态合金
非晶态合金的特性
非晶态软磁合金的特性——中国磁材网与晶态软磁合金相比，非晶态软磁合金具有以下特点：(1)优良的软磁性：由于晶态材料如硅钢、Fe-Ni坡莫合金或铁氧体等磁性受各向异性相互干扰，磁导率会下降，损耗增大。
而非晶态合金不存在晶体结构，因此不存在磁晶各向异性，所以磁导率、矫顽力等磁性参数主要取决于饱和磁致伸缩值的大小以及内部应力状态。
当λs︾0时，应有最佳的软磁特性。
同时，非晶态合金组织结构均匀，不存在阻碍畴壁运动的晶界或析出物，因此可望获得比晶态更高的磁导率μ和更小的矫顽力Hc。
由于合金有约20at%的类金属原子，因此它们的饱和磁化强度一般低于相应的晶态合金。
其中以铁基合金的饱和磁化强度最高，但最高值也不超过1.8T 。
居里温度也较晶态合金低。
(2)感生磁各向异性常数Ku：非晶合金虽然不存在磁晶各向异性，但它并不是磁各向同性的。
它在制备和以后的热处理过程中可以感生出磁各向异性。
利用由磁场退火感生的磁各向异性来控制合金的磁性已在实际上应用。
由磁场退火感生的磁各向异性大小和合金中磁性元素含量的关系蓦本符合原子对方向有序理论，但存在一定偏离。
（3）高强度：由于没有通常所说的晶体缺陷(如晶界、位错)等，没有滑移变形和易断裂的晶面，非晶合余具有更高的强度和硬度，例如：一些非晶合的抗拉强度可以达到3920MPa，维氏硬度可大于9800MPa，为相应晶态合金的5～10倍，可与铁氧体相媲美。
而且强度的尺寸效应很小，它的弹性也比一般金属好，弯曲形变可达50%以上。
(4) 化学特性：由于非晶态金属的结构均匀，没有与晶态相关联的缺陷，像晶粒边界、位错和堆垛层错。
另外，制备非晶态合金的熔融状态快淬可以防止在淬火过程中的固态扩散。
于是，它们也没有像第二相、沉淀和偏析等缺陷。
因此，在与表面有关的特性(像腐蚀和催化)方面，非晶态合金被认为是理想的化学均匀合金。
例如，在中性盐和酸性溶液中，低铬的铁基金属玻璃(如Fe27Cr8P13C7)的耐腐蚀性优于不锈钢，这是一般晶态软磁合金所难以达到的。
3-非晶态合金
(稳定相)
（亚稳相）
(亚稳相)
E
A
晶
体
D
（稳定相）
E：结晶过程；C：非晶形成过程 ；D：非晶晶化过程
与结晶相比，非晶态形成过程有以下特点：
（1）从熔体中形成非晶态的过程是：ABC 即：过热熔体 过冷熔体 非晶固相
（2）非晶形成是亚稳相之间相互转变，即： 稳定过热液相 亚稳过冷液相 亚稳固相
晶体
非晶
3、电性能 与晶态合金相比，非晶态合金的电阻率显著增高
(2~3倍)，例如非晶态的Cu0.6Zr0.4合金的电阻率可 达 350cm ， 而 晶 态 高 电 阻 合 金 的 电 阻 率 仅 为 100cm左右。这是由于非晶态合金原子的无序排 列而导致电子的附加散射所致。
非晶态合金的电阻温度系数（ 1 d ）比晶态合金的
• 非晶态结构：原子排列没有周期性，即原子的排 列从总体上是无规则的（长程无序），但是，近邻 原子的排列是有一定规律的（短程有序）
晶态和非晶态材料的X-射线衍射谱
晶态和非晶态材料的电子衍射图
晶体衍射花样
非晶合金衍射花样
2.亚稳定性
非晶态是一种亚稳态，其结构具有相对的稳定性，这种稳定 性直接关系非晶态材料的应用及使用寿命。
非晶合金发展及研究现状
• 1934年，德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶态合金。 • 1950年，布伦纳用电沉积法制备出了Ni－P非晶态合金。 • 1960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。
• 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术基础。 1976年，美国联信公司生产出10mm宽的非晶态合金 带材，到1994年已经达到年产4万吨的能力。目前美国能 生产出最大宽度达217mm的非晶带材。 2000年9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上达到国际先进水平。
第七章 非晶态 合金
四、非晶態金屬的製備
（2）化學還原法
非晶態合金
基本原理：用還原劑KBH4(或NaBH4)和NaH2PO4分別 還原金屬的鹽溶液，得到非晶態合金
由該法製備的非晶態合金組成不受低共熔點的限制。
(3)沉積法
通過蒸發、濺射、電解等方法使金屬原子凝聚或沉 積而成。
四、非晶態金屬的製備
非晶態合金
非晶態金屬合金的電沉積有兩大優點: 首先從實 用的角度，這些合全都具有較高的機械強度和硬 度，優異的磁性能，較好的耐腐蝕能力和電催化 活性。 其次在理論意義上，合金的電沉積往往屬於異常 共沉積或誘導共沉積的類型。 (4)化學鍍法 利用鐳射，離子注入、噴鍍、爆炸成型等方法使 材料結構無序化。
五、非晶態金屬性能特點及應用
非晶態合金
易於磁化
2、軟磁特性 無序 不存在磁晶各向異性
沒有位錯、晶界等缺陷 度高；矯頑力低，損耗小
是理想的軟磁材料。 3、化學性能 （1）耐蝕性
磁導率、飽和磁感應強
非晶態合金的耐蝕性主要是由於生產過程中的快冷，導致擴散來 不及進行，所以不存在第二相，組織均勻；其無序結構中不存在 晶界，位錯等缺陷；非晶態合金本身活性很高能夠在表面迅速形 成均勻的鈍化膜，阻止內部進一步腐蝕。目前對耐蝕性能研究較 多印是鐵基、鎳基、鈷基非晶態台金，其中大都含有鉻。
三、非晶態金屬的結構特點
非晶態合金
2、非晶態金屬結構模型 （1）微晶模型
認為非晶態材料是由“晶粒”非常細小的微晶粒組成。
微晶模型用於描述非晶態結構中原子排列情況還存在 許多問題，使人們逐漸對其持否定態度。 （2）拓撲無序模型
該模型認為非晶態結構的主要特徵是原子排列的混 亂和隨機性，強調結構的無序性，而把短程有序看 作是無規堆積時附帶產生的結果。
非晶合金组织结构及性能分析
非晶合金组织结构及性能分析随着现代科学技术的快速发展，材料学科已经成为现代工程与科技发展的核心之一，而非晶合金正是材料学科中备受瞩目的重要类别之一。
在材料结构与性能方面，非晶合金呈现出了巨大的潜力和广泛的应用前景。
本文将重点探讨非晶合金的组织结构和性能，并分析其在材料学科中的应用和未来发展趋势。
一、非晶合金的组织结构非晶合金是指在熔态下，以快速冷却的方式获得的非晶态合金。
非晶合金的组织结构可以分为两种：非晶态和部分晶态。
在非晶态中，由于快速冷却的速度极快，使得元素之间没有足够的时间进行排列组合，因此形成了无序堆积的结构，这种结构形态类似于玻璃的结构，因此也被称为“金属玻璃”。
而在部分晶态中，由于快速冷却的速度虽然极快，但其不足以形成完全的非晶态结构，因此其中仍然存在一部分晶体结构。
这些晶体的大小和数量都与冷却速率、成分和合金化处理等因素有关，并且在快速冷却处理过程中，晶体的大小通常很小，一般去到纳米级别以下。
二、非晶合金的性能分析由于非晶合金的结构和晶体结构不同，因此其性能也和晶体材料有很大的差异。
以下将重点分析其电学、力学和热学性能。
1. 电学性能非晶合金的电学特性是其最具代表性的性能之一。
非晶合金常常具有非晶态高阻值、大电阻温度系数和良好的电路性能等优点。
首先，由于非晶态合金的微观结构是没有长程有序性的，因此不存在像晶体材料中那样的能隙带和与带隙相关的状态密度效应，进而导致了非晶合金的电阻高于晶体材料。
其次，非晶合金的电阻温度系数大，也就是说，其电阻随着温度的变化程度比晶体材料更加剧烈。
这种特点让非晶合金在电阻器、温度计等电路元件中得到了广泛的应用。
2. 力学性能除了电学性能，非晶合金的机械和力学性能也是其它代表性特点之一。
由于非晶合金的微观结构无序，因此也不存在着常规晶体中的一些结构缺陷。
这一特性让非晶合金显示出了以下几种性质：高强、高剛度、高韌性、高耐磨、高弹性回收率等。
其次，非晶合金所具备的独特结构和性质，让它们在机械、电子、航天等领域得到了广泛的应用。
非晶态合金的一种制备方法
非晶态合金的一种制备方法非晶态合金是指具有非晶态结构的金属合金。
与晶体结构的金属合金相比，非晶态合金具有具有更高的硬度、强度和韧性，以及优异的阻尼特性和导电性。
非晶态合金制备方法主要有快速凝固法、化学合成法、机械合金化法以及溶液淬火法等。
以下将详细介绍这些制备方法。
1. 快速凝固法:快速凝固法是制备非晶态合金最常用的方法之一。
该方法在金属熔体状态下，通过快速冷却将熔体迅速凝固成非晶态结构的固体。
常用的快速凝固方法包括水淬法、微滴法以及薄带法等。
其中，水淬法是最常用的方法之一，其原理是将熔融金属注入到冷却剂中，迅速冷却凝固成非晶态合金。
这种方法可以制备出具有高度非晶态结构的合金，但是需要对冷却速度进行精确控制。
2. 化学合成法:化学合成法是通过化学反应来制备非晶态合金。
这种方法通常使用金属有机前体与其他化合物反应生成非晶态合金。
例如，通过气相沉积法，可以将金属有机前体在高温条件下分解成金属原子，然后与其他气体反应生成非晶态合金。
这种方法可以控制合金的化学组成和结构，可以制备出多种不同的非晶态合金。
3. 机械合金化法:机械合金化法是通过机械力的作用来制备非晶态合金。
这种方法通常使用高能球磨、挤压、冲击等机械力对金属粉末进行处理。
机械合金化的原理是通过机械力使金属粉末发生变形、断裂和重新结合，形成非晶态和纳米晶态结构的合金。
机械合金化法制备非晶态合金具有简单、可扩展性好的特点。
4. 溶液淬火法:溶液淬火法是将金属合金在高温状态下快速冷却至低温，制备非晶态合金。
在溶液淬火法中，液体金属合金先加热至高温状态，然后迅速浸入低温淬冷液体中，使其迅速冷却凝固为非晶态合金。
该方法需要对淬冷温度和淬冷液体进行精确控制，可以制备出高度非晶态结构的合金。
总的来说，制备非晶态合金的方法有快速凝固法、化学合成法、机械合金化法以及溶液淬火法等。
这些方法各有优缺点，选择合适的制备方法要根据具体的要求和实际情况来确定。
非晶态合金的制备方法的研究和应用将为制备高性能材料和开发新颖器件提供重要的技术支持。
第七章 非晶态合金
合金从液态转变为非晶态的临界冷却速率估计：
TTT图（Time-Temperaturetransformation,时间-温度-转变) TTT图通常呈C型，C曲线左侧为非 晶态区，当金属或合金熔体快速冷 却只要避开C曲线的鼻尖部分边可形 成非晶态。 临界速率Rc的估算： 从图中可以看出不同金属或合金的 临界冷却速率不同。 Rc=(Tm-Tn)/tn,，Tm为熔点，Tn、 tn为鼻尖处所对应的温度和时间。
四、大体积非晶态合金的形成
由高冷却速率(＞105K／s)冷却液态金 属才能获得的非晶态合金的最大厚度小 于0.1mm，只能制出非晶条带、丝或粉体。 20世纪80年代后期以来，人们发现某些 合金可以在较低冷却速率下制备出大体 积的非晶态台金；其中Pd40Cu30Ni10 P20以 在0.1k/s的冷却速率下，获得厚度大约 100mm的非晶态合金。 随着ΔTx增大，Rc显著减小，非晶合 金的最大厚度增大。
形成大体积非晶合金经验规律
1、 多元合金3种以上； 2、 三种元素原子半径相差12%以上；
3、 非晶相具有较低的自由能。
4、 原子半径小的元素如Be、 B、 P、C、以及 VIB-VIIB族过渡元素等是形成大体积非晶材料的 重要组成元素。
7.3 非晶态合金的结构 一、非晶态合金短程有序结构
晶体形态 晶态结构 非晶态结构 液态金属 长程结构 有序 无序 无序 短程结构 有序 有序 无序 化学键 金属键 金属键 金属键
非晶态合金的形成是过冷液体在玻璃转变温度Tg的相变，Tg是非晶态 合金的一个非常重要的参数。Tg不是一个严格的点，有一定的温度范围。 相变过程中，Gibbs自由能的导数在相变点不连续。如果系统的Gibbs自 由能的(n-1)级导数连续，而n 级导数不连续时，称这种相变为n阶相变。
非晶合金发展历史
非晶合金发展历史
非晶合金是一种材料，相比普通合金，它的结晶度较低，具有更高的硬度和强度，这种新型合金的发现历史可追溯到50年代。
1. 随着科技技术的不断发展，人们对高强度材料的需求也越来越多，然而许多普通合金均难以满足这样的需求。
2. 在20世纪50年代，一些研究人员开始关注非晶态材料，他们希望通过使金属块或合金在快速冷却过程中进行淬火，产生非晶态来提高材料的性能。
3. 20世纪60年代，美国贝尔实验室的卡尔·文茨发现，淬火过程中的金属液体可以通过快速冷却来形成无定形的非晶态合金。
此后，大量的研究开始在这个领域进行。
4. 非晶态合金的制备方式是在高温下将元素混合并制成液态合金，然后迅速冷却以避免结晶。
5. 到了20世纪80年代，龙源期刊公司首次对该材料进行评价，认为非晶态合金具有高硬度、优异的磁性、弹性以及导电性能，而且不受孔隙及改性的影响。
这意味着非晶态合金可作为一种新型材料来满足高强度材料的需求。
6. 90年代初以后，非晶态合金逐渐应用于各个行业领域，例如电子技术、医学、化学、航空航天等，取得了良好的效果。
7. 到了21世纪，非晶态合金材料的制备技术已不断改进，而且不断出现与之相关的新技术。
例如，近年来的纳米复合材料研究提高了非晶态合金的力学性能，发展了新的领域。
总的来说，非晶态合金是一种颇有发展前景的新型材料，它的发展历史可以追溯到50年代。
在未来，它的应用将在更多领域发挥其强大的优势。
非晶态合金的形成条件与制备方法
非晶态合金的形成条件与制备方法非晶态合金是一种特殊的材料，其具有非晶态结构和特殊的性能。
它的形成条件和制备方法是研究这一材料的重要内容。
一、形成条件非晶态合金的形成需要满足一定的条件，主要包括以下几个方面：1. 快速凝固条件：非晶态合金的形成需要在非常短的时间内将液态合金快速冷却到玻璃转变温度以下，使其无法发生晶化。
因此，需要使用特殊的快速凝固技术，如快速凝固法、溅射法、等离子体法等。
2. 成分设计：合金的成分对非晶态结构的形成起着重要作用。
一般来说，非晶态合金的成分应具有高浓度的合金元素，以增加原子间的相互作用，阻碍晶体的长程有序排列。
3. 合金元素选择：合金元素的选择也是形成非晶态合金的关键。
一般来说，合金元素应具有较大的原子半径不匹配度，以增加原子间的扭曲和不规则性，从而阻碍晶体的形成。
4. 冷却速度控制：非晶态合金的形成需要控制合金的冷却速度。
通常情况下，冷却速度越快，非晶态合金的形成越容易。
因此，需要采用合适的冷却方式和工艺参数，如快速冷却、淬火等。
二、制备方法非晶态合金的制备方法有多种，常用的方法包括以下几种：1. 快速凝固法：这是最常用的制备非晶态合金的方法之一。
该方法通过将合金液体迅速冷却，使其在非晶态温度范围内快速凝固。
常用的快速凝固方法包括冷轧、快速淬火、溅射等。
2. 溅射法：该方法是将合金靶材溅射到基底上，形成薄膜或涂层。
溅射过程中，由于原子的高能量状态和相互碰撞，可以使合金在非晶态条件下形成。
这种方法可以制备非晶态合金薄膜或涂层，具有广泛的应用前景。
3. 熔体淬火法：该方法是将合金加热到液态状态，然后迅速冷却至非晶态转变温度以下。
通过控制冷却速度和温度梯度，可以制备出非晶态合金。
这种方法适用于大块非晶态合金的制备。
4. 等离子体法：该方法是利用等离子体的高温和高能量特性，将合金加热到液态状态，然后迅速冷却。
等离子体法可以制备出高质量的非晶态合金，具有较好的工艺可控性和成品质量。
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四、非晶态合金的制备
1、气态急冷法： 气态急冷法一般称为气相沉积
法(PVD和CVD)，PVD主要包括溅
射法和蒸发法，这两种方法都在真 空中进行。 • 溅射法是通过在电场中加速的粒子 轰击用母材制成的靶（阴极)，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。
• 蒸发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,但由于其可制成非晶范围 较宽，因而可用于研究。
造技术，便能制备出大尺寸的非晶合金.
• 进入新世纪以来，人们继续努力寻找各种具有高非晶形成能力和优异 性能的大块非晶合金。先后己有Cu基、Pr基和Co基等新型大块非晶合 金被开发出。
二、非晶态材料结构的主要特征
1.短程有序，长程无序性（乱中有序性） 晶体结构：原子排列是长程有序的，即沿着每个 点阵直线的方向，原子有规则地重复出现（晶体结 构的周期性） 非晶态结构：原子排列没有周期性，即原子的排 列从总体上是无规则的（长程无序），但是，近邻 原子的排列是有一定规律的（短程有序）
“非晶态”含义的英语表达：
Non-crystalline（非结晶状态的）； Amorphous（无定形的）
非晶合金发展及研究现状
• 1934年，德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶态合金。 • 1950年，布伦纳用电沉积法制备出了Ni－P非晶态合金。 • 1960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。
时呈整体屈服而不是局部屈服，具有很高的屈服强度。
Deformation characteristics of metallic glass
一些非晶态合金的力学性能
合金 Pd83Fe7Si10 非 晶 态 合 金 Cu57Zr43 Co75Si15B10 Fe80P13C7 Ni75Si8B17 硬度 HV 4018 5292 8918 7448 8408 断裂强度 MPa 1860 1960 3000 3040 2650 1810~213 0 延伸率 弹性模量 % MPa 0.1 0.1 0.2 0.03 0.14 10~12 66640 74480 53900 121520 78400
刚制备完的非晶材料，不是稳定态。在常温常压条 件下，或加热到一定温度进行保温退火，非晶材料 的许多性质将随时间而发生变化，最终会达到另一 种亚稳态，这就是非晶态的结构弛豫。
在非晶态的弛豫过程中，并末发生结晶，它在微观 上发生了结构松弛，是由一种亚稳态变化为另一种 能量较低的亚稳态。 弛豫过程总伴随着体系各种物理性质的改变，所以 从材料的实际应用上看，弛豫过程的研究具有重要 的意义。
大块非晶合金
Mg合金
Zr-Ti-Cu-Ni-Al合金
五、非晶态合金的特性
1、力学性能
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 (1140MPa) 是 超 硬 铝 抗 拉 强 度 (520MPa)的两倍。非晶态合金Fe80B20抗拉强度达3630MPa， 而晶态超高强度钢的抗拉强度仅为 1820~2000MPa，可见非 晶态合金的强度远非合金钢所及。
属、后过渡族金属与前过渡族金属组成的合金易于形
成非晶.
• 熔点和玻璃化温度之差T ： T =Tm-Tg ，T越小，
形成非晶倾向越大。 因而，成分位于共晶点附近的 合金易于形成非晶.
例如： 一些二元体系（Pd-Si，Zr-Cu、Zr-Be等）， 较难形成非晶态；即使形成了非晶态，在Tg 温度以下极易晶化（不稳定）；
• 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术基础。
1976年，美国联信公司生产出10mm宽的非晶态合金 带材，到1994年已经达到年产4万吨的能力。目前美国能 生产出最大宽度达217mm的非晶带材。 2000年9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上达到国际先进水平。
加入第三种组元之后，如Pd-Si-Cu，使熔点温 度Tm大大下降，使得体系的Tg/Tm相对提高。 这样，不仅易于形成非晶态，而且也比较稳 定。
因此，一般来说，多元复杂系更容易形成非晶 态。
非晶态的结构弛豫
弛豫是指在外界因素影响下，一个偏离了原来平衡 态或亚稳态的体系回复到原来状态的过程。
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.
屈服强度
各 种 合 金 强 度 比 较
比强度
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无序的，有很高的自由体积，外力作 用时，可重新排列形成另一稳定的组态，因而非晶态合金屈服
三、非晶态的形成过程
过热熔体 (稳定相) B 过 冷 熔 体 C （亚稳相） E A 晶 体 （稳定相） D
非晶固体 (亚稳相)
E：结晶过程；C：非晶形成过程 ；D：非晶晶化过程
与结晶相比，非晶态形成过程有以下特点：
（1）从熔体中形成非晶态的过程是：ABC 即：过热熔体 过冷熔体 非晶固相 （2）非晶形成是亚稳相之间相互转变，即： 稳定过热液相 亚稳过冷液相 亚稳固相 （3）从现象上看，在非晶态的形成过程中，熔体由 液态变为固态时是连续的、粘滞系数加大的过 程
晶态 18Ni-9Co-5Mo
• 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180º 而不
断裂，并可以冷轧，有些合金的冷轧压下率
可达50%。
各种合金弹性应变极限比较
2、耐蚀性
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、晶间腐蚀，甚至应力腐蚀和氢脆。 而非晶态的Fe-Cr合金可以弥补不锈钢的这些不足。含 ≧8%Cr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1mol的盐酸溶液中，在30℃下浸泡168小时后， Fe70Cr10P13C7和Fe65Cr10Ni5P13C7非晶态合金的腐蚀速度
非晶态材料的晶化
非晶态材料是亚稳态，通过成核和晶核长大过程 可以发生晶化； 晶化使非晶态材料原有的某些优良性能消失，必 须防止，这也决定了材料使用的极限条件（如最 高使用温度）； 许多非晶态材料在缓慢加热达到某一温度时，开 始大量结晶，这个温度称为晶化温度； 晶化温度越高，非晶态材料的稳定性越好。
为零，而晶态的18-8不锈钢腐蚀速率则为10meCl3· 2O溶液中 10H 的腐蚀速率
试样 晶态不锈钢 18Cr-8Ni 17Cr-14Ni-2.5Mo 非晶态合金 Fe72Cr8P13C7 Fe70Cr10P13C7 Fe65Cr10Ni5P13C7 腐蚀速率/mm· -1 a
晶态和非晶态材料的X-射线衍射谱
晶态和非晶态材料的电子衍射图
晶体衍射花样
非晶合金衍射花样
2.亚稳定性
非晶态是一种亚稳态，其结构具有相对的稳定性，这种稳定
性直接关系非晶态材料的应用及使用寿命。
3.均匀性 显著特点
一层含义：结构均匀、各向同性，它是单相无定形结构，没有 象晶体那样的结构缺陷，如晶界、孪晶、晶格缺陷、位错、层 错等。 二层含义：成分均匀性。在非晶态金属形成过程中，无晶体 那样的异相、析出物、偏析以及其他成分起伏.
不存在晶界、位错、成分偏析等腐蚀形核部位，不易产生点蚀。
晶体
非晶
3、电性能 与晶态合金相比，非晶态合金的电阻率显著增高 (2~3倍)，例如非晶态的Cu0.6Zr0.4合金的电阻率可 达 350cm ， 而 晶 态 高 电 阻 合 金 的 电 阻 率 仅 为
100cm左右。这是由于非晶态合金原子的无序排
含氧量。
⑴ 熔体水淬法：此方法是将试样用低熔点氧化物
(如B2O3) 包裹起来，在石英管中感应加热熔化,最
后淬入水中得到非晶态合金试样。
⑵ 金属模铸造法：将高纯元素在氩保护下熔融混
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。 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。
达100m以上；双辊法尺寸精度好，但调节比较
困难，只能制作宽度在10mm以下的薄带。
非晶态合金生产线示意图
卷带机 测量系统 浇注机
3、非晶态合金块材制备方法
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 等人提出了三条简单的经验性规律： ⑴合金系由三个以上组元组成； ⑵主要组元的原子有12%以上的原子尺寸差； ⑶各组元间有大的负混合热； 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护，尽量减少
• 1984年，Turnbull领导的小组采用B2O3包覆技术净化合金熔体，有效
抑制了过冷合金液体中的非均质形核，进一步得到了厘米级的Pd一Ni 一P大块非晶合金。这也是人们开发出来的第一种大块非晶合金。
• 从二十世纪八十年代末开始，大块非晶合金的研发取得了突破性进展，
人们发现了许多类多组元合金具有很好的非晶形成能力，其临界冷却 速率大都在 100K/s以下，利用简单的水淬法或铜模吸铸法等传统的铸
欲制备非晶材料，必须抑制过程E（结晶 过程）、D（非晶晶化过程）的发生； 欲保证非晶材料稳定性，要研究过程D （非晶晶化过程）发生的条件； 非晶态形成过程的本质是亚稳液相与亚稳 固相之间的转变
非晶态形成条件
• 冷却速度：冷速足够大(大于RC)
• 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。因而过渡族金属或贵金属 与类金属 (B、C、N、Si、P)、稀土金属与过渡族金
第三章非晶态合金
(Amorphous Alloys)