块体非晶合金的应用与连接
非晶合金材料的研究及其应用
非晶合金材料的研究及其应用近年来，非晶合金材料在科技领域中引起了越来越多的关注，其特殊的物理和化学特性使其在各种应用中具有广泛的潜力。
本文将介绍非晶合金材料的研究和应用，并展示其未来的发展趋势。
一、什么是非晶合金材料非晶合金材料，也称为非晶态金属材料或非晶态合金，是一种特殊的金属材料，其晶体结构是无序的。
与传统的金属材料不同，非晶合金材料的原子排列没有规则性，是一种凝固态的无定形物质。
因此，非晶合金材料具有一些非常特殊的物理和化学特性。
二、非晶合金材料的制备非晶合金材料的制备通常使用高温快速冷却（也称为快速凝固）技术。
这种技术可以将金属材料从液态状态快速冷却到固态状态，从而防止其结晶。
通过这种方法，可以制备出具有非晶态结构的金属材料。
三、非晶合金材料的特性非晶合金材料具有一些非常特殊的物理和化学特性，包括优异的高温稳定性、高强度和高韧性、优异的磁性和可挠性、良好的耐腐蚀性等。
与这些特性相对应的是，非晶合金材料在制备和形态控制方面的技术难度和成本也较高。
四、应用领域非晶合金材料在航空、汽车、电子等领域具有广泛的应用。
在航空航天领域，非晶合金材料可用于制造高温引擎涡轮叶片、热交换器、弹簧等部件。
在汽车工业中，非晶合金材料可用于制造发动机涡轮叶片、变速器零件等。
在电子产业中，非晶合金材料可用于制作头部、磁芯等。
此外，非晶合金材料还在医疗、环保、能源等领域具有广泛的应用。
例如，在医疗领域，非晶合金材料可用于制造支架、人工关节等。
在能源领域，非晶合金材料可用于制造太阳能电池板、风力发电机及储能等。
五、未来的发展趋势虽然非晶合金材料有广泛的应用前景，但目前仍存在一些问题。
其中，成本是当前最大的阻碍因素之一，同时，非晶合金材料的特性和性质也需要进一步提高和改进，以满足更广泛的应用需求。
因此，未来的发展趋势将主要集中在以下两个方面：一是降低成本和提高质量。
二是进一步完善材料设计和工艺技术，以满足更多领域的应用需求，如高温高压、耐腐蚀等方面的应用。
块体Mg65Cu22Ni3Y10非晶态合金的制备及在焊接中的应用
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偏 聚 ，Ｎｉ 素 分 布 均 匀 ， 没 有 发 生 偏 聚 现 象 。 元 关键 词 ： Ｍｇ５ ｕ２ ３ ６ ２ Ｙ Ｃ Ｎｉ 中图 分 类 号 ：Ｔ ５ Ｇ４４ 非 晶态 合金 ；扩 散钎 焊 ；相 界扩 散 ： 非 晶 态 钎 料 文 献 标 识 码 ：Ａ
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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。
非晶合金的制备与应用
非晶合金的制备与应用非晶合金是一种新型的材料，其特点是具有非常低的晶体级别和成分均匀。
随着科技的发展，非晶合金被广泛应用于现代工业、能源、磁性、声学和电子领域，是实现高效节能、高速制造和高密度存储的重要材料。
本文将从制备方法、材料性质和应用领域三个方面来介绍非晶合金。
一、制备方法非晶合金的制备方法通常有两种：快速凝固法和溅射法。
快速凝固法是将液态金属通过一根高速旋转的冷轮，将其喷到冷却的金属带上，形成一层薄膜。
这种方法可以制备出薄膜非晶合金和粉末非晶合金两种形式。
薄膜非晶合金具有很小的厚度，因此可以用于制造微型器件和超薄材料，而粉末非晶合金则可用于制作复合材料、表面涂层和生物医用材料。
溅射法是将金属靶材置于真空被覆的隔离室中，通过引入惰性气体使得靶材表面逸出原子来形成等离子体，并在靶材表面上沉积出非晶合金薄膜。
这种方法有很大的生产能力，可以制备出大量高质量的非晶合金材料。
同时，溅射制备非晶合金的反应过程具有很强的选择性，可以获得多种不同形态和成分的合金。
二、材料性质1. 高硬度：非晶合金材料硬度可以达到1500-1800HV，与钨钛合金相当。
这使得非晶合金材料可以用于制造高硬的切削刀具、粉末冶金材料等。
2. 高韧性：与普通金属相比，非晶合金材料具有较高的韧性，有助于增强其抗裂性能。
同时，非晶合金材料的高韧性还使得其在某些领域具有很好的应用前景。
比如制作优质弹簧，在油井工业中的密封装置以及电气工业的金属导电粉等。
3. 均匀性：非晶合金材料中元素的成分分布提高了材料的稳定性和均匀性。
由于非晶合金材料在过渡期的芯片中有着广泛的应用，它们的稳定性和均匀性对于磁存储设备（硬盘）的可靠性十分重要。
三、应用领域1. 制造高能激光器件：非晶合金薄膜经过光谱修饰和离子注入可以用于制造高功率激光器件，提高其性能和性价比。
2. 汽车工业：非晶合金材料具有较高的耐磨性和疲劳韧性，可用于制造发动机连杆、排气管等。
3. 电气领域：非晶合金材料也在电气领域得到了广泛应用。
非晶合金的发展与应用
非晶合金的发展与应用学校：班级：学号：姓名：指导教师：日期：目录目录 2一、非晶合金简介 2二、非晶合金的发展历史 2三、非晶形成的控制因素 33.1 非晶形成的热力学因素 33.2非晶形成的动力学因素33.3非晶形成的结构学因素3四、大块非晶合金制备方法 34.1液相急冷法 34.2气相沉积法 44.3化学溶液反应法 44.4固相反应法 4五、非晶合金制备工艺技术 45.1铜模吸铸法 55.2粉末冶金技术55.3熔体水淬法 55.4压铸法 55.5非晶条带直接复合爆炸焊接55.6定向凝固铸造法 55.7磁悬浮熔炼铜模冷却法55.8固态反应5六、非晶合金性能 66.1大块非晶合金的机械性能 66.2非晶合金优秀的耐蚀性6七、非晶合金应用实例 6八、参考文献7一、非晶合金简介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，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等。
块体非晶合金材料的迅速发展，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。
二、非晶合金的发展历史1959年，美国加州理工大学Duwez在研究晶体结构和化合价完全不同的两个元素能否形成固溶体时，偶然发现了Au70-Si30 非晶合金。
1969年陈鹤寿等将含有贵金属元素Pd的具有较高非晶形成能力的合金(Pd-Au-Si,Pd-Ag-Si等)，通过B2O3反复除杂精炼，得到了直径1mm的球状非晶合金样品。
1989年日木东北大学的Inoue等通过水淬法和铜模铸造法制备出毫米级的La-AI-Ni大块非晶合金，随后Zr基非晶合金体系也相继问世。
20世纪90年代以来，人们在大块非晶合金制备方而取得了突破性进展。
Inoue等成功地制备了Mg-Y-(Cu, Ni), La-AI-Ni-Cu, Zr-AI-Ni-Cu等非晶形成能力很高，直径为1一10 mm的棒，条状大块非晶态合金。
非晶合金连接的进展现状
Ｃ ｉａ等 人【７ 爆 炸 焊 方 法将 非 晶合 金 Ｚ５ ｕｏｌＮ５ ｈｂ Ｉ －用 ｒＣ ３ ｌ ｉ ５ Ａ ０ 与 Ｚ４１ Ｃ １ ｉ ５ｅ 接在 晶态 ］ 与 Ｃ ｒ ＂ ｕ Ｎ ｌＢ ２ 焊 ｌ ８ ｏ ２ ２ ２ ５ ｒ ｉ ｕ板 上 。刘 克新 等人 圈 将 ＴＪ ｒＣ １ ｉ ｅ 与 Ａ ６ 则 ｉ ２ ｕ２ ３ ２ ５ ＮＢ ｏ １ ０ ０进 行 了焊 １ 接 ，焊 后 试 样 经 光 镜 Ｏ 和 微 区 Ｘ Ｄ检 测 以及 明场 Ｍ Ｒ Ｔ Ｍ 照片显 示 界面处 无 ／ － 等缺 陷 ．非 晶试样 一端 没 Ｅ ｂｒ Ｅ 有 出现 晶化 现象 ，这 表 明通 过爆 炸 焊成 功 实现 了非 品
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块体非晶连接现状及其成功焊接的理论条件
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合金的理论条件 ，解决了块体非 晶合金焊接的关键 问题 。这对非 晶材料焊接 冶金基础理论研 究及 非晶材料在 二 次受热后晶化行为的研 究有 重要的 意义，为拓 宽非晶材料的应 用范围提供技术支持 。
非晶合金材料的性能研究与应用
非晶合金材料的性能研究与应用随着工业化和现代化的快速发展，新材料的需求也越来越大。
其中，非晶合金材料以其优异的物理性能和化学性能，成为了广泛研究和应用的焦点。
本文将着重探讨非晶合金材料的性能研究和应用。
一、什么是非晶合金材料？非晶合金材料指的是一类没有规则结晶体结构的金属合金材料。
其晶粒尺寸在0.1~10纳米之间，具有非常高的硬度和强度，同时具备良好的韧性、低温强韧性和耐磨性等特性。
相比于晶体金属材料，非晶合金材料更加均匀、致密，具备更高的弹性模量和破坏韧性。
因此，非晶合金材料被广泛应用于制备高质量的材料和器件。
二、非晶合金材料的性能研究非晶合金材料的高强度和良好的韧性等性能，是其研究的一个重要方向。
通过研究非晶合金材料的性质和结构，可以进一步优化非晶合金材料的性能。
1. 原子结构研究非晶合金材料由于没有规则的结晶体结构，其原子结构非常复杂。
因此，了解非晶合金材料的原子结构是研究非晶合金材料的关键。
通过分析非晶合金材料中原子的排列方式和空间几何构型等参数，可以深入了解非晶合金材料的物态和性质，从而为优化非晶合金材料的性能提供理论依据。
2. 弹性行为研究非晶合金材料的高强度和良好的韧性与其弹性行为密切相关。
因此，通过研究非晶合金材料的弹性行为，可以进一步优化其强度和韧性等性能。
目前，研究者们主要从声波散射、动态机械性能等多个方面研究非晶合金材料的弹性行为。
3. 晶粒生长研究非晶合金材料的结晶行为对于其性能的影响非常大。
因此，了解非晶合金材料的晶粒生长规律和机制，是优化非晶合金材料性能的重要途径。
目前，研究者们主要通过透射电子显微镜（TEM）和高分辨电子显微镜（HRTEM）等手段研究非晶合金材料的晶粒生长。
三、非晶合金材料的应用1. 磁性材料领域作为一种重要的磁性材料，非晶合金材料在磁学、材料科学等领域的应用十分广泛。
其中，以铁和钴为主体元素的非晶合金材料在磁盘驱动器和磁带储存器等应用领域的应用占据了非常重要的位置。
块体非晶合金的应用与研究进展
国防等 方面具 有广 泛 的应 用前 景 ， 块非 晶合 金 大 的冷却 速率 ， 晶材 料 至少 有 一 个 维 度 方 向 的尺 寸 工 、 非 是一 个 具 有 特别小 ， 以便 在 尽可 能 短 的 时 问 内将 热 量 散 出。因 的研 制就具 有 重要 的技 术 和经 济 价 值 ， 此 ， 为薄带 、 片 、 多 箔 细丝 、 膜 或 粉 末 等 ， 就 限 制 广 阔发展前 景 的研 究领 域 。 薄 这 本文综述了块体非晶合金的发展历史和块体非 了非 晶合金 的力学性 能研究 及其 在 实 际工 程 中 的应
基本性 能 高强度 高硬度 高断裂韧性 高 冲击断裂能 高疲劳强度 高弹性能 高抗腐蚀性 应用领域 高性能结构材料 光学精密材料
连 接 材 料
却速度， 在该冷却速 度下， ｕ ｉ金属熔体越过结 Ａ ｓ５ ２
晶相 的形核 和生长 而形 成过 冷液 体 ， 即非 晶 态合 金 ，
对 在低 于 １ ／ 的临界冷 却速 率 下 ， ０Ｋ ｓ 相继 开 发 出 Ｍｇ 问 题 ， 今后研 究与 发展 的方 向进行 了展 望 。 一
基 、 ＿ 、 ｒ 引、 ｄ 引、ｉ 基 ｚ． 基 Ｐ ． 基 Ｔ． 基 等多种体 １ 块体非晶合金的历史 系 的非磁 性 大块 非 晶合 金 ， 时还 开 发 出 Ｆ一 同 ｅ基 、 １ ３ ， ｒｍ ｒ “ 首 次 报道 了用 蒸 发 沉 积 法 ９ ８年 Ｋ ａ ｅ ｃ一 ０ 基 、 一 ， 基 等 软磁性 大块 非 晶合金 以及 Ｒ — ｎ ｅ
火技术 。这 种快凝 淬火 可 以达 到 ｌ ０ Ｋ ｓ ０ 一１ ／ 的冷
Ａ 基 非 晶／ Ｉ 纳米相 组成 的复合 材 料 的极 限 抗 拉 强 度
小组 发 明了采用 喷枪 技术 来急 冷金 属液 体 的快 速淬 可达普通结晶态铝合金数倍 ， 目前航空材料中强 是
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关键 词 ： 块体非晶合金 ； 应用； 连接； 炸焊接 ； ｆ 束焊接 ； 爆 电ｉ － 激光焊接； 摩擦焊接
中图 分 类 号 ：Ｇ ５ ． ： 文献 标 识码 ： Ｔ ４ ７１ ９ ｃ
文 章 编号 ：０ １２０ （ ０ ） －０ ９ ０ １０－ ３３ ０７０ ０ ２－ ９ ２ ４
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Ｕ 刖 舌
粘度 突变 而冻 结 为液态 结构 的 “ 属玻璃 ”固体 。 金
有关 非 晶态 合金 研究 的最早 报道 是 １３ ９ ４年德
块体 非晶 态合 金又 称金 属玻 璃 ， 目前 材 料科 是
学 中 广 泛 研 究 的 一 个 新 领 域 ， 是 一 种 发 展 迅 速 的 也
王 丽 ， 建 钢 ， 志 远 熊 李
（ 中科 技 大 学 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 华 湖 ３０４
摘要： 综述 了块体非晶合金在 国内外的应用现状、 前景 ， 目前对块体非晶合金连接的研 究现状。 以及
报 导 了采 用液 相 焊接 方 法如 爆 炸焊 、 电子 束焊 、 激光 焊 等和 超冷 液 相 焊接 方 法如 摩擦 焊 成 实现 同 功
维普资讯
第３ ７卷
第 ４期
雷珲梭
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２０ ０ ７年 ４月
Ｖ０ ．７ Ｎｏ４ １ ． ３ Ａｐ ．０ ／ ｒ ｆ ２
块 体 非 晶 舍 金 的 应 用 与 连 接
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国人克雷 默采 用蒸发沉积法制备 出非 晶态合金 ； ５ １０ ９ 年 ， 的 同胞 布 伦 纳 又声 称用 电 沉 积 法 制 备 出 了 他
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质、 异质块 体ｊ晶 合 金一及 块体 非 晶合 金与晶 态合 金 的连接 。 分析 了实现 液相焊 接 块体 非晶合金 的 关
键是采用高能量 密度的焊接方法 以及块体非晶合金具有强 的玻璃形成 能力； 实现超冷液相焊接块体
非 晶合金 的 关键 在 － ｙ块体 非 晶合金 处 于过冷 液 态的 热稳 定性 塑性 和粘 滞性 。 超 ｉ