非晶态合金(Amorphous_Alloys)
非晶态合金材料的制备及应用
非晶态合金材料的制备及应用随着科技的不断发展，人们对材料的需求也越来越高，尤其是在新能源、高速交通、电子信息等领域，对材料性能的要求更是严苛。
非晶态合金材料作为一种新材料，其具有优异的物理性能、化学性能、机械性能以及独特的制备工艺，在现代工程领域得到了广泛的应用。
本文将深入探讨非晶态合金材料的制备及应用。
一、非晶态合金材料的概念非晶态合金材料（Amorphous metal）是指在快速冷却过程中自发形成无定形结晶状态（非晶态）的金属合金材料。
它是一种为获得非晶态而制备的合金材料，由于材料的玻璃状无定形结构，具有许多传统合金所不具备的优秀机械性能、防腐性能、磁性能等。
二、非晶态合金材料的制备方法目前，非晶态合金材料的制备方法主要有四种：快速凝固法、溅射法、电化学合成法和机械法。
1、快速凝固法快速凝固法是指将高温熔融状态的合金，以极快的速度（几千℃/s）冷却固化，使其形成非晶态的制备方法。
常用的快速凝固方法有液滴冷却法、快速旋转法、单辊震荡法、直流磁控溅射法等。
2、溅射法溅射法是指在真空或惰性气体氛围下，将靶材表面原子部分蒸发后沉积在基板上形成薄膜的制备方法。
溅射合金材料大多是非晶态的。
溅射法制备的非晶态合金材料具有制备工艺简单、制备速度快等优点。
3、电化学合成法电化学合成是将金属阳极和对应离子溶液中的阴极通过外电路连接在一起，在电解的过程中通过氧化还原反应，将阳极上的金属元素离子还原并沉积在阴极表面，形成非晶态合金薄膜的制备方法。
4、机械法机械法是指通过机械能量改变材料的结构形态，制备非晶态合金材料的制备方法。
机械法制备的非晶态合金材料具有制备易度高、无需真空高温、不易受到氧化损害等优点。
三、非晶态合金材料的应用领域1、新能源领域非晶态合金材料在新能源领域中具有广泛应用。
比如，用非晶态合金材料代替传统铜线制造变压器，能够大大提高能源利用率和变压器的性能；将非晶态合金材料与锂离子电池等新型蓄电池的电极材料组合在一起，能够大幅提升其能量密度和循环寿命等性能；非晶态合金材料也是太阳能电池制造材料的新方向。
非晶态材料的制备及其特性与应用
非晶态材料的制备及其特性与应用随着人类科技的不断进步，材料科学也在不断地发展和更新，而非晶态材料就是其中之一。
非晶态材料是一种新型材料，其具有许多独特的物理和化学性质，使其在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍非晶态材料的制备方法、特性和应用。
一、非晶态材料的制备非晶态材料（amorphous）可以理解为一种没有长程有序结构的材料，其结构是类似于未定型玻璃的随机分子排布。
目前，制备非晶态材料的方法主要有以下几种：1. 溅射法溅射法是利用高能离子轰击固体表面的原理，将固态材料弹射出来后，在气相当中沉积下来形成非晶态材料。
这种方法制备出的非晶态材料，粒径小、质量均一。
2. 快速冷却法快速冷却法也称为淬火法，是将材料熔融后，以极快的速度（大于10^5 K/s）冷却，从而形成非晶态材料。
这种方法制备出的非晶态材料具有优异的热稳定性和力学性能，适用于制备金属、合金和非晶态氧化物。
3. 液相冷却法液相冷却法是通过将材料熔化后，将其快速冷却到玻璃态，然后将玻璃态材料破碎成为微小颗粒。
这种方法制备出的非晶态材料，因其微小粒径和高比表面积，表现出极好的光催化活性。
二、非晶态材料的特性1. 非晶态材料具有高硬度和高强度，能承受较大的压力和拉伸。
2. 非晶态材料具有优良的耐磨性，适用于制造摩擦部件。
3. 非晶态材料较纯晶态材料具有更好的耐腐蚀性，可应用于化学和电子领域。
4. 非晶态材料在高温环境下表现出领先于晶体材料的耐腐蚀性和高温稳定性。
5. 非晶态材料具有优异的磁性和电学性质，适用于制造传感器和记录设备。
三、非晶态材料的应用1. 材料领域非晶态材料适用于制造多种材料，例如玻璃、金属和聚合物。
非晶态材料的制造成本较低、加工成形能力强，并且可以制造出复杂的外形。
2. 能源领域非晶态材料的应用在能源领域开始被越来越重视。
非晶态材料制成的太阳能电池具有响应时间短、转化效率高等优点。
3. 生物技术非晶态材料的应用在生物医学领域中，特别是在生物诊断和治疗方面。
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。
非晶合金材料
非晶合金材料非晶合金材料是一种具有非晶结构的金属材料，也称为非晶态合金。
与晶体材料相比，非晶合金材料具有更高的硬度、强度和耐腐蚀性能，因此在工业领域具有广泛的应用前景。
本文将从非晶合金材料的特点、制备方法、应用领域等方面进行介绍。
首先，非晶合金材料的特点是具有非晶结构。
非晶结构是指材料的原子排列呈现无序状态，而非晶合金材料的原子排列方式是无规则的、无序的。
这种结构使得非晶合金材料具有较高的硬度和强度，同时还具有优异的弹性和耐磨损性能。
此外，非晶合金材料还具有较好的导电性和磁性，因此在电子、磁性材料领域也有着广泛的应用。
其次，非晶合金材料的制备方法主要包括快速凝固法、溅射法和机械合金化法。
快速凝固法是通过在高温状态下迅速冷却金属熔体来制备非晶合金材料，这种方法可以有效地抑制原子的有序排列，从而形成非晶结构。
溅射法是将金属靶材置于真空室中，通过离子轰击的方式将金属原子沉积到基底上，形成非晶合金薄膜。
机械合金化法则是通过机械方法将不相容的金属元素混合制备成非晶合金材料。
这些制备方法为非晶合金材料的大规模生产提供了可行的途径。
非晶合金材料在工业领域具有广泛的应用。
首先，在航空航天领域，非晶合金材料可以用于制造航天器的结构部件和发动机零部件，因其具有较高的强度和耐腐蚀性能。
其次，在电子领域，非晶合金材料可以用于制造集成电路封装材料和磁性存储介质，以提高电子产品的性能和稳定性。
此外，在医疗器械和生物材料领域，非晶合金材料也有着广泛的应用前景，可以用于制造人工骨骼和植入式医疗器械。
综上所述，非晶合金材料具有独特的结构和优异的性能，制备方法多样且成熟，应用领域广泛。
随着科学技术的不断发展，非晶合金材料在工业领域的应用前景将会更加广阔，为人类社会的发展做出更大的贡献。
非晶合金材料的性质与应用
非晶合金材料的性质与应用近年来，非晶合金材料备受科学研究和工业界的关注。
相比传统的晶体材料，非晶合金具有着独特的性质和广泛的应用领域。
本文将介绍非晶合金材料的基本性质，制备方法以及应用领域。
一、非晶合金的基本性质非晶合金又称非晶态材料（amorphous material）或无序态材料（non-crystalline material），是相对于晶体材料而言的。
晶体材料的原子排列有着高度的有序性，而非晶合金的原子排列则是无序的。
这种无序的原子排列形成了非晶结构。
由于无序化的原子间距接近，使得非晶合金具有着高密度、高硬度、高刚性等性质。
同时，非晶合金还具有以下特性。
1. 高弹性变形极限：非晶合金的原子无序排列使其具有更高的弹性变形极限。
这使得非晶合金在制造弹簧，弹簧片等金属制品时非常有用。
2. 优良的抗腐蚀性：非晶合金对环境中的氧、氢等化学物质具有很好的耐腐蚀性。
利用这一特点，非晶合金可以用于制造飞行器或船舶等在恶劣环境下工作的设备和构件。
3. 高温稳定性：非晶合金具有较高的熔点和热稳定性，这使得非晶合金可以用于制造高温元件。
4. 优良的磁性：一些非晶合金具有很好的磁性，因此可以用于制造高性能变压器，发电机等电力设备。
二、非晶合金的制备方法制备非晶合金材料的方法很多，目前主要有下面这几种。
1. 溅射法（sputtering）：这种方法使用离子束轰击固体靶材，将金属原子或化合物原子强制剥离出来并匀速沉积在基底上。
该方法成本较高，适用于制备小量的非晶合金材料。
2. 快速凝固法（rapid solidification process）：是指将金属或合金液体急剧冷却，达到快速凝固和非晶化的目的。
该方法适用于大规模制备非晶合金材料。
3. 化学还原法（chemical reduction method）：这种方法利用化学反应，在铁离子溶液中加入适量的还原剂，达到非晶化的目的。
此法适用于制备一些具有特殊特性的非晶合金材料。
非晶态合金材料的制备及其力学性能研究
非晶态合金材料的制备及其力学性能研究非晶态合金材料（Amorphous Alloy）是指由金属原子、金属间化合物或金属与非金属元素形成的无定形固体。
这种材料具有优异的力学性能、热稳定性和腐蚀抗性等特点，因此被广泛应用于航天、汽车、电子等领域。
本文将介绍非晶态合金材料的制备方法和力学性能研究。
一、非晶态合金材料的制备方法非晶态合金材料的制备方法主要有快速凝固法、机械合金化法和物理气相沉积法等。
快速凝固法是指将高温熔体通过快速冷却制备非晶态合金。
该方法常用的设备有单轮快速凝固仪、多轮快速凝固仪和线性凝固仪等。
通过这些设备，可以制备出具有不同组成和形状的非晶态合金。
机械合金化法是指将粉末状的金属材料在高能球磨机中进行反复摩擦和冲击，使其发生塑性变形和固态反应，从而形成非晶态合金。
该方法适用于制备微米级别的非晶态合金，具有操作简单、设备成本低等优点。
物理气相沉积法是指将高温的原料气体通过离子束或电子束加热，形成高能原子簇，在衬底上沉积并形成非晶态合金。
该方法可制备出具有较大平面尺寸和均匀厚度的非晶态合金薄膜，适用于微电子器件等领域。
二、非晶态合金材料力学性能研究非晶态合金材料的力学性能是其在工程应用中的重要特性，主要包括弹性模量、屈服强度、延展性等。
弹性模量是指材料在力学应变范围内，对应力变化的敏感度。
非晶态合金材料的弹性模量通常较高，这意味着其具有良好的耐磨损性和抗变形能力。
屈服强度是指材料的抗拉强度达到临界值时所承受的最大应力。
非晶态合金材料的屈服强度通常较高，甚至可超过传统多晶金属材料的强度水平。
这是由于其无定形结构使得位错无法在晶间滑移，因此其内部形成的应力场比多晶材料更均匀。
延展性是指材料在受力时的变形能力。
非晶态合金材料通常具有较小的延展性，这是由其无定形结构所决定的。
但是，可以通过合适的改性和处理方式，提高其塑性和延展性。
非晶态合金材料的力学性能在工程应用中具有重要意义。
研究其力学性能不仅可以为其工程应用提供理论指导，而且还可促进新型非晶态合金材料的发展和应用。
非晶合金材料的微观结构与性能研究
非晶合金材料的微观结构与性能研究近年来，非晶合金材料（Amorphous alloys）作为一种新型材料，得到越来越广泛的关注和研究。
非晶合金材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、抗磨损等优异性能，被广泛地应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
本文将对非晶合金材料的微观结构与性能研究进行探讨。
一、非晶合金材料的基本概念非晶合金材料，又称为无定形合金材料，是指由两个或两个以上的金属元素以及非金属元素组成的混合材料，当其中一种或多种元素的原子大小或化学性质差异较大时，材料的固态结构呈非晶态，即无序而不规则的状态。
非晶态的材料没有晶体结构的二十三个点群中的任何一个，不具有长程有序性。
目前，已经研制出了许多不同种类的非晶合金材料，其组成、结构和性能均有所不同。
二、非晶合金材料的制备方法非晶合金材料的制备方法有多种，主要包括快速凝固法、气相沉积法、镀层法、表面处理法等。
其中，快速凝固法是目前使用最广泛的一种方法。
该方法是将金属材料在高温状态下快速凝固成非晶态，其特点是固态温度下状态不稳定，处于高能状态，可以通过热处理使其转变为晶体。
三、非晶合金材料的微观结构非晶合金材料的微观结构是指其分子间相互作用和原子排布的形态。
与晶体材料不同，非晶合金材料的微观结构是无序、不规则的。
其结构特点主要表现在以下三个方面。
1. 无定形度非晶合金材料的无定形度是指它的结构没有任何规律性，不存在可以重复出现的结构基元，也没有完整的晶格结构，其内部结构是无序的，表现出类液态的特征。
2. 短程有序性尽管非晶合金材料的无定形度很高，但在局部尺度上，它们的结构还是具有短程有序性的。
通过高分辨率电子显微镜和X射线衍射等技术，可以看到其中存在着局部结构有序的区域。
短程有序性也是非晶合金材料具有一定稳定性的重要因素。
3. 无界面性非晶合金材料不存在晶界和其他界面，因此与晶体材料相比，其内部不具有较低的界面能。
在材料加工和使用中，非晶合金材料的表面处于稳态状态，不容易受到氧化和腐蚀。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 r+dr的球壳中发现另一 个原子的几率为：
N J ( r ) g ( r ) 4r 2dr V 式中， J(r)为径向分布 N 函数RDF； 为单位 V 体积中的原子数；g(r)
径向分布函 数示意图
SEM image of a tensile failure surface produced at a high strain rate. The smeared voids and droplets are indicative of the significant material softening and viscous flow within the shear band.
Metallic Glass Powder
料的一个新领域。
SiO2的结构
非晶体
晶体
晶态和非晶态材料的X-射线衍射谱
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。
非晶态合金
(Amorphous Alloys)
一、晶态与非晶态
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(或称金属玻璃)。
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
合金的出现引起人们的
极大兴趣，成为金属材
大块非晶试棒
大块非晶试样制备装置
大块非晶合金
Mg合金
Zr-Ti-Cu-Ni-Al合金
Zr56.3Ti13.8Cu6.9Ni5.6Nb5.0Be12.5 块状非晶合金的TEM形貌
非晶中的切变带
含有晶相的复相组织
三、非晶态合金的结构
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X衍射实验所证实, 非晶体在透射电镜下的
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，尽量减少含氧量。
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A→B→E，非晶形成过程是A→B→C。图中 D 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。
Plastic deformation
SEM image of shear steps formed by the propagation of highly localized shear bands during rolling of a bulk metallic glass specimen.
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，只要冷速足够大(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 106℃/秒，因此临界冷速小于106℃/秒的纯金属尚无 法制得非晶态。熔体
非晶CCT 曲线
在大于临界冷速冷却
时原子扩散能力显著
下降，最后被冻结成
非晶态的固体。固化
一些非晶态合金的力学性能
合金 Pd83Fe7Si10 硬度 HV 4018 5292 8918 7448 8408 断裂强度 MPa 1860 1960 3000 3040 2650 1810~2130 延伸率 弹性模量 % MPa 0.1 66640 0.1 0.2 0.03 0.14 10~12 74480 53900 121520 78400
差的绝对值；纵坐标
为A、B原子因极化作
用而引起的效应。
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
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。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
Plastic deformation
气体、液体、固体的原子分布函数
2、非晶态结构模型
在描述非晶材料结构的模型中
(如微晶、随机网络、硬球无 规密堆等)，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硬球，
晶态
均匀、连续、无规地堆积，结
构中没有容纳另一硬球的空间.
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 型都存在不足。
温度Tg称玻璃化温度.
Pd-Cu-Ni-P非晶合金的DSC热谱图
玻璃化温度 Tg
体积、热焓、熵在Tg处连续， 但斜率发生变化； 比热和热膨胀系数在Tg处不 连续。
Tg与冷
速有关, 冷速越 快，Tg 越高。
非晶态形成条件: 冷却速度：利用金属和合金非晶态形成的TTT曲线或 CCT曲线可估算或确定 RC：RC =(Tm-Tn)/tn（Tm为熔 点，Tn 、 tn分别为C曲线鼻尖所对应的温度和时间）
液体 液体急冷 非晶化时 粘度、体 积的变化
过冷液体
子扩散能力增大，在一定温度下
( 通 常 为 400~900℃) 发 生 晶 化 而
液体
固体 非晶态固体
晶体
失去非晶态结构。通常晶化温度
Tx 要比 Tg 高几十度。 Tx-Tg 的值
非晶态固体 晶体
过冷液体
液体
越大，非晶态的稳定性越高。
温度
非晶合金(Nd60FexCo30-xAl10模铸棒)组织
水
制作宽度在10mm以下的薄带。
非晶态合金生产线示意图
非晶合金 丝材内圆水纺制备过程
卷带机 测量系统 浇注机
Microstructure of as spun ribbons 48Ni(Cu)-36,5Zr(Ti)10Si-5Al
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：
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 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 非晶形成的成 分范围
Al-Y相图
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. *说明：右图中横坐标 为A、B两组元电负性
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
最大厚度/mm
10 10
临界冷速RC/K•S-1
200 200
发现年代
1988 1989 1989 1990 1990 1993 1993 1995 1996 1996 1997 1998 1995 1995 1996 1996 1996 1996 1998 1999 1999
30
1~10
g(r)
为双体相关函数。
RDF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。RDF和
g(r)可通过X射线衍射确定, 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。
非晶态
晶 体 与 非 晶 体 的 结 构
晶体与非晶体的 结构
非 晶 体
晶 体
Computer simulation of the disordered atomic structure of a three-component metallic glass
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. 非晶态结构是一种亚稳结构，加 热到Tg以上时，其粘度下降，原
磁控溅射非晶合金薄膜
成非晶态薄膜。
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, 但由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
2、熔体态急冷法：