块体非晶
浇注温度对锆基块体合金非晶形成能力和力学性能的影响
ｔｍｐ ｒｔ ｒ． ｆ ｃｓｏ ｏ ｒ ｇｔｍｐ ｒｔｒ ｎｇａ ｓｆｒ ｎ ｂｌ （ Ａ）ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｒｐ ｒｅ ｅ ｅａｕｅ Ｅ ｅ ｔ ｆ ｕｉ ｐ ｎ ｅ ｅ ａｕｅｏ ｌｓ ｍｉｇａ ｉｙ ＧＦ ， ｃ ａ ｉａ ｐｏ ｅｔ ｓ ｏ ｉ ｔ ｉ
ａ ｄ ｍ ｉｒ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ５ ＡＩ ０ ５ ３ ｕ ｋ ｍｅ ａ ｌ ｌｓ ｒ ｖ ｓ ｉ ａ ｅ ． ｔｓ ｏ ｈ ｔ ｈ Ｆ ｎ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｆ Ｚｒ ５ Ｎｉ Ｃｕ ０ ｂ ｌ ｔ ｌ ｇａ ｓ ｗｅ ｅ ｉ ｅ ｔ ｔ ｄ Ｉ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｅ Ｇ Ａ １ ｉ ｃ ｎ ｇ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｓ ａ ｉｔ ｏ ｓ ｃ ｓ ５ Ａｌ ０ ５ ３ ａ ｌ ｙ ｎ ｒ ａ ｅ ｗｉ ｔ ｅ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｐ ｕ ｉ ｇ ｎ ｈ ｒ ｌ ｔ ｂｌ ｙ ｆ ａ ． ａ ｔ Ｚｒ ５ １ Ｎｉ Ｃｕ ０ ｌ ｉｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｉｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｉ ｏ ｈ ｎ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ． ｐ ｒ ｏ ｌ ｄ ｌ ｕ ｄ ｒ ｇ ｏ △ Ｔ ｎ ａ ａ ｅ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｒ ｍ ３ Ｋ ｔ ９ Ｋ， ｎ ． ｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｓｕ ｅ ｃ ｏ ｅ ｑ ｉ ｅ ｉ ｎ ｉ ｘ ｄ ｐ ｒ ｍ ｔ ｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｆｏ ７ Ｏ ８ ａ ｄ ０ ４１ ａ ３ ｔ ． ．ｒ ｓ ｅ ｔ ｅ ｙ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｃ ｓ ｉｇ ｖ ｌ ｇ ｎ ｒ ａ ｅ ｒ ｍ Ｖ ｏ １ Ｖ． ｓ ｔｉ ｆ ｕ ｄ ｔ ａ Ｏ ０ ４１ ７ ｅ ｐ ｃ ｉ ｌ ｅ ｈ ａ ｔ ｏ ｔ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｖ ｎ ａ ｏ ７ ｋ ｔ ｋ Ａｌｏ ｉ Ｓ ｏ ｎ ｈ ｔ ０ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｖ ｔｅ ｇ ｈ ｉｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｐａ ｔ ｉ ｌ ｈ ｌ ｅ ｒ ａ ｅ ｅ ｏ ｒ ｇ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｏ ｒ ｓ ｉｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｎ ｈ ｌ ｓ ｉ ｔ ｓｉ ｔ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ ｗｈ ｎ ｐ ｕ ｉ ｅ ｃ ｙ ｇ ｙ ｎ ｅａｕｅ ｉｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ａ ｃ ｒ ｉ ｅ ｔ ｎ ． Ｈｏ ｖ ｒ ｈ ｏ ｐ ｅ ｓ ｖ ｔｅ ｇ ｈ ａ ｄ ｌｓ ｉｉ ｉ ｕ ｔ ｎ ｏ ｓ ｙ ｎ ｒ ａ ｅ ｎ ｅ ａ ｎ ｘｅ ｔ ｔ ｗｅ ｅ ．ｔ ｅ ｃ ｍ ｒ ｓ ｉｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｎ ｐ ａ ｔ ｔ ｓｍ ｌ ｅ ｕ ｌ ｃｙ ａ
非晶合金材料发展趋势及启示
非晶合金材料发展趋势及启示摘要：金属材料的发展与人类文明和进步息息相关。
非晶合金材料是一类原子结构长程无序，具有独特优异性能的新型金属材料。
近年来，非晶合金材料的研发、相关科学问题的研究、在高新技术领域的应用得到快速发展，并对金属材料的设计和研发、结构材料、绿色节能材料、磁性材料、催化材料、信息材料等领域产生深刻的影响。
为此，文章在回顾非晶合金材料研究和研发历史过程的基础上，分析了当前其学科的前沿科学问题、发展方向，以及我国在该领域发展的问题、机遇和挑战，并提出相应的启示和建议，以期为加快新金属材料的发展，特别是在高新技术领域的应用提供管窥之见。
金属材料与人类万年文明发展史息息相关，金属材料的开发和使用，往往成为划分人类不同文明时代的里程碑，如青铜时代、铁器时代、钢铁时代等。
每次金属材料的发展都会极大地推动人类社会文明和生产力的巨大进步。
非晶合金是近几十年来通过现代冶金新技术——快速凝固技术和熵调控理念——抑制合金熔体原子的结晶，保持和调控熔体无序结构特征而得到的一类新型金属材料，也称金属玻璃，或液态金属。
这种材料是通过调制材料结构“序”或“熵”这一全新途径和理念而合成的，兼具玻璃、金属、固体、液体等物质特性的新金属材料；其颠覆了传统金属材料从成分和缺陷出发设计和制备的思路（图1），突破金属材料原子结构有序的固有概念，把金属材料的强度、韧性、弹性、抗腐蚀、抗辐照等性能指标提升到前所未有的高度，改变了古老金属结构材料的面貌。
非晶、高熵等无序合金在基础研究和技术应用中已表现出重要意义和战略价值，在能源、信息、环保节能、航空航天、医疗卫生和国防等高新技术领域发挥着愈加重要作用。
无序合金领域的基础研究将继续推动材料科技革命和对材料行为的更深入理解，并能产生新的材料设备和系统。
图1非晶合金等无序材料探索途径和传统晶态材料探索途径的比较1非晶合金材料的研发态势及进展1.1非晶合金研发态势非晶合金材料的研发出现过4次高峰，已研发出铁、铜、锆和稀土基等近百种非晶合金体系。
浅谈非晶态焊接材料的特点
浅谈非晶态焊接材料的特点摘要：非晶态焊接材料有着良好的物理、化学与力学性能，组织细化，杂质少，纯度高。
被广泛应用在工业生产领域，将成为下一阶段一种非常具有前景的材料。
本文主要针对非晶态焊接材料的特点、类型、应用等进行分析。
关键词：非晶态焊接材料；特点；应用非晶态焊接材料是一种新型材料，兼具金属与玻璃的特性，力学性能与化学性能突出，表现出良好的应用前景。
在多种领域都有着广泛的应用，尤其是在焊接材料上，体现出了一种奇妙的效能，受到了业界的认可。
1 非晶态焊接材料的特点1.1 化学特点非晶态焊接材料成分和组织均匀，在液态时，也可以保证材料的均匀性，且材料其中没有粗大化合物，组织细化，杂质少，纯度高。
在制取材料的过程中，不需要进行其他特殊处理，不会受到外界因素的影响，目前，已经有大量的非晶态焊接材料研制出来。
其成分均匀，柔韧性高，在生产过程中，可以根据要求制成所需形状，尽可能的减少了材料的浪费。
1.2 物理特点非静态焊接材料也有着理想的湿润性，在加热处理时，可以实现均匀的熔化，不会出现分层问题，但是由于其结构特点不稳定，在临近熔化状态时，也会有晶体释放出来，释放出热能。
在凝结之后，会形成一种合金晶体结构，与传统的粉质材料相比，非晶态焊接材料在生产的过程中污染很小，符合节能环保的要求。
此外，非晶态焊料是随着熔体快淬技术发展起来的，具有非晶结构，即使是形成了微晶结构，晶粒和相尺寸也远远小于常规工艺制造的晶态产品。
由于成分组织非常均匀，它们可以在一个相当窄的熔化区间熔化。
这是因为不同元素的原子熔融成液相所需的扩散距离要小很多，缩短焊接时间，减少母材由于退火而引起的性能损失。
更重要的一点是，由于非晶态带材的韧性，焊料可方便的制成各种形状预置于焊缝中。
由于制造工艺简单，非晶钎料具有非常少的杂质含量。
2 非晶态焊接材料的应用2.1 铜基非晶态焊接材料的应用铜基非晶态焊接材料可以根据需要制成所需形状，流动性高，能够替代传统的合金材料，目前应用最多的就是在低压电器触头材料领域中，此外，温控器、保安器、换向器中也可以使用铜基非静态焊接材料，可以满足使用性能。
快速凝固铝合金的组织与性能
快速凝固铝合金的组织与性能摘要：速凝固技术；过去对凝固过程的模拟只考虑在熔融状态下的热传导和凝固过程中潜热的释放，很少考虑金属熔体在型腔内必然存在的流动以及金属熔体在凝固过程中存在的流动，目前，快速凝固技术作为一种研制新型合金材料的技术一开始研究合金在凝固时的各种组织形态的变化以及如何控制才能到符合实际生活，生产要求的合金着重研究高的温度梯度和快的凝固速度的快速凝固技术正在走向逐步完善阶段。
快速凝固原理及凝固组织：快速凝固是指通过对合金熔体的快速冷却（≥104-106k/s）或非均质形核备遏制，是合金在很大过冷度下，发生高生长速率（≥1-100cm/s）凝固。
由于凝固过程的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高是古冶界面偏离平衡，因而呈现出一系列于常规合金不同的组织和结构特征，加快冷却速度和凝固速率所应起的组织及结构特征可以近似用表来表示。
本实验利用真空系统下的金属熔液快速凝固装置，获得高真空后，充入一定压力的惰性气体，熔炼铝合金在熔融状态下以细直径金属液柱方式喷射到铜模具中，液流发生横向铺展并在纯铜模具中快速凝固。
由于整个过程的浇注时间在很大程度上被分散、延迟，热耗散可以快速、充分进行，从而可获得层状铝合金。
关键词：铜模具；射流沉积；亚稳块体材料；层状复合材料The Study on the Aluminum Alloy by Rapid Solidification Based on Reciprocate MotionCooling ModelAbstract:Rapid solidification is the way to get the non-steady state metal by the rapid cooling much more fast than the cooling rate for the equilibrium materials, and amorphous, nano-crystalline and some limiting structural or functional materials can be obtained.In this work, jet solidification in the cooling model with the computer controlled reciprocating motion protected under vacuum or inert gas was used to obtain the layer Al alloys. After the Al alloy was molten in a quartz tube, the alloy liquid was jet out ofa little hole under the tube inside a copper die by high pressure Ar gas, and alloy liquid lateral spread and solidify in the model. The process were repeated foe many times, and accumulation like a wall growing up. Since the pouring time of the entire process was delay and dispersed, heat was quickly and fully dissipated, so the bulk layer Al alloy was obtained. The alloy be with the high density and fine structure.Microstructure observation, hardness testing, tensile test were carried out for the alloy. The aluminum alloyBy precise control of the working parameter, the test was adjust to obtained the needed materials. The interface of multi-layer homogeneous composite was studied, such as superheat of the molten metal, the relationship between the liquid jetting parameters and solidification process, metallurgical complex process, heat dissipation process and control of the materials deposition growth process were also analyzed. The experiences was obtained for the fabrication of multi-layer deposition composites of high melting point metals and alloys.Keywords:reciprocating motion; jetting sediment; metestable bulk materials;composite materials目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 铝合金及其主要分类 (1)1.2.1 铝合金的分类 (1)1.2.2 变形铝合金 (2)1.2.3 铸造铝合金 (2)第2章实验方法 (2)2.1实验原理 (2)2.2实验设备 (3)2.3实验过程 (4)第3章实验结果与讨论 (5)3.1铝合金试样的制备 (5)3.2层状铝合金的组织 (6)3.3硬度测试实验结果 (6)3.4快速凝固的冷速 (6)第4章结论 (7)第1章绪论1.1非晶材料简介非晶合金具有长程无序、短程有序的结构，与晶态合金相比，具备许多特有的性能，如高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等，为材料科研工作者开发高性能的功能材料和结构材料提供了巨大的潜力。
【国家自然科学基金】_锆基非晶合金_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
科研热词 自由体积 力学性能 锆基非晶合金 锆基块体非晶合金 过冷液态 轧制 泊松比 复合材料 块体非晶合金 压缩变形 剪切带
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1能力 非晶 锆基非晶合金 锆基合金 铜模吸铸 过渡层 超塑性 统计分析 纤维增韧 碳钢 硅模具 破碎 热稳定性 激光立体成形 激光熔覆 氧含量 材料 微成形 块体非晶合金 可靠性 力学性能
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
2014年 科研热词 力学性能 非晶形成能力 非晶复合材料 析出相 断裂强度 应变速率 层状复合材料 大块锆基非晶复合材料 塑性变形 zr基非晶合金 al含量 推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 非晶合金 锫基块体非晶合金 锆基合金 过冷液态区 腐蚀行为 电化学阻抗谱 玻璃形成能力 本构关系 块体非晶合金 压缩变形 力学性能 mott-schottky分析
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 推荐指数 非晶基复合材料 1 金属玻璃 1 透射电子显微镜 1 离子减薄 1 盐雾腐蚀金相显微镜 1 极化曲线 1 微结构 1 块状非晶合金 1 凝固控制 1 zr53.5cu26.5ni5al12ag3非晶合金1
非晶态合金(Amorphous_Alloys)
Pd-Cu-Ni-P
Pd-Ni-Fe-P
Pd-Cu-B-Si
Ti-Ni-Cu-Sn
Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)
Fe-(Nb,Mo)-(Al,Ga)-(P,B,Si)
Co-(Al,Ga)-(P,B,Si)
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.
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
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
衍射花样由较宽的晕和
弥散环组成。在非晶态
合金中，没有晶界、位
错等晶态合金所特有的
晶格缺陷。
非晶合金衍射花样
非晶态金属材料讲解
典型非晶态材料（玻璃）的特点：
以SiO2为主要成分的氧化物玻璃其熔液的黏度很大 且晶体结构复杂，原子扩散困难，冷却时晶核形成困 难。
一般的冷却速度(10-4~10-1K/s)就足以避免结晶；
冷却后虽然为固体，但内部结构保持液态时的长程 无序状态，称为非晶态或玻璃态固体；
晶态与非晶态的宏观对比
Over 40 years, the critical casting thickness has increased by more than three orders of magnitude
9.2. 非晶态金属的发展历史
非晶态金属应用实例
变压器使用的非晶铁芯
钴基非晶合金传感器
9.2. 非晶态金属的发展历史
实际生产的非晶金属的厚度约为101~102微米；用途局限于 生产转换磁心和磁敏感元件，无法用作结构零件；
20世纪90年代，通过开发新非晶体系将冷却速度降到 1100K/s，生产了均匀的块体非晶(bulk metallic glasses)，进 一步扩展了非晶金属的应用领域。
9.2. 非晶态金属的发展历史
9.2. 非晶态金属的发展历史
非晶态金属的制备(1959-1960)
1959年，美国人杜维兹采用熔融金属急冷方法制备细晶合 金时获得了一种奇异的合金（非晶态金属），该合金的X射线 衍射图谱上周期性的衍射峰不见了；
同时，前苏联的米罗什尼琴科采用金属熔滴喷射到冷基板 上，产生了106K/s的冷却速度，也制得的非晶态金属；
新型金属材料
南京理工大学材料科学与工程系
新型金属材料
第9章 非晶态金属材料
主讲：尹德良
南京理工大学材料科学与工程系
本章主要内容
玻璃态转变和非晶态合金
2010-12-14
铁 芯
2010-12-14
谢谢！
2010-12-14
2010-12-14
虽然大块非晶作为一种新型材料，具有许多优异的性能，近年来对它的 制备技术、非晶形成能力的研究都取得了一定的进展，但是对于它能 否得到实际应用还有许多问题需要解决： (1)如何获得更大的尺寸； (2)如何提高稳定性； (3)如何降低成本； (4)如何改进制备工艺。 。
专家预计，到2050年，全球的能源消耗将会是目前消费水平的3倍。由于 经济发展与电力供应的不匹配，电力短缺代价也越来越大。因此急需新的 技术来提高电力供应的灵活性，改变当前电网能源利用率低，发电、传输、 使用过程都存在大量能量损失的现象。电力行业可以采取诸如使用非晶合 金变压器代替硅钢配电与启用需求响应程序，增加电力需求等解决办法。
2010-12-14
非晶态合金的晶化
• 晶化：经过热处理 • 由于非晶合金是亚稳的热力学状态，超过一定温 度就会发生晶化。
2010-12-14
非晶合金（大块非晶合金 ）的性能
• 大块非晶合金是相对于传统的低维非晶材料(非晶粉、丝、 薄带等)而言的，具有较大的三维几何尺寸。固态时原子 在三维空间呈拓扑无序排列，表现为短程有序、长程无序， 呈亚稳态结构，而且在一定温度范围内还可以相对稳定地 保持这种结构。 • 自非晶合金问世以来，提高非晶成形能力，即得到大尺寸 的非晶样品一直是人们努力追求的主要目标之一。
2010-12-14
• 在Tg附近，体积变化∆V 发生转折，如果冷却速度很快则这种转折在 较高温度就开始，较多的自由体积被保留。 • Tg附近的体积变化行为和二次相变相似，因此转变温度取决于冷却速 度，玻璃态转变和普通平衡态下的相变不同。 • 玻璃态转变点附近的粘度变化可用经验公式表示：
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6、块体非晶的产业路线
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6、块体非晶的产业路线
块体非晶合金产品主要用于民用领域，军工及航空航天 方面的应用很难在量上有所突破，其产业化过程中必须解决 经济性、安全性和可靠性等问题。在目前技术条件下，和传 统金属材料如铝镁合金、不锈钢等相比，块体非晶合金产品 虽然具有性能优势，但其材料成本、制造成本以及后处理成 本均相对较高；非晶合金在宏观上往往变现出脆性断裂，对 于该材料的广泛使用带来了一定限制， 对于承受较大载荷 的结构件的使用存在安全隐患；块体非晶合金属于亚稳态材 料，随时使用时间的推移，其构件性能有所下降，在设计相 关构件时需要考虑材料的特殊性。
5、块体非晶重点企业
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富士康科技 集团
富士康科技集团是台湾鸿海精密集团在大陆投资兴办的高新科技企 业，1988年在深圳地区投资建厂，此后在中国大陆建立了30 余个 科技工业园区。2007 年开始非晶材料的研发工作，中间曾中断研 究。目前该公司液态金属产品主要应用在3C 领域，限于产能，仅 能小批量供货。
3C-壳框类
非晶合金由于具有较高的强度与硬度，同时没有晶界的 限制，在表面精细度方面比其他合金更具有优势，更 易达到高光效果，因此在用作3C 产品的外观件上得 到了广泛应用。由于非晶合金具有独特的高强度特性， 易成型等特点，使得非晶合金在被塑造成复杂件时可 以通过简单的成型手段实现，作为结构件有其他材料 望尘莫及的优势，在3C 产品结构件中也有很大的市 场
4、块体非晶的产业链分析
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4、块体非晶的产业链分析
块体非晶产业的产业链大体上包括上游金属原材料产业和成型设备制造业，中 游的块体非晶制造业，以及下游的产品市场组成。上游金属原材料产业可以细 分为Zr、Al、Cu、Ni、Y、Be 等相关纯金属产业，成型设备制造业可以细分 为熔炼设备制造业和块体非晶专用成型设备制造业；根据块体非晶合金的不同 应用下游市场可以细分为消费电子市场、休闲体育用品市场、医疗器械市场、 航空航天市场以及军工市场等等。
6、块体非晶的产业路线
当前，块体非晶产业正处于向市场过渡期阶段，块体非晶 产业首先以消费电子市场为目标市场，实现商品化量产，然后 逐步扩展到休闲体育、医疗器械、军工及航空航天等市场，从 而快速进入市场快速扩张阶段。达成这个目标，需要不同层面 的共同协作：企业层面，块体非晶生产企业要形成清晰的商业 模式，明确市场定位，加大科技创新投入，积极拓展产品应用 市场；行业层面，块体非晶行业协会、学会应尽快制定行业发 展规划、行业产品质量标准的制定，以保证行业有序快速发展； 国家层面，出台相关产业扶持政策，利用政府资金的示范和杠 杆作用，吸引社会资本投入，加快区域性产业技术创新平台的 建立，推动相关产业园区、产学研基地建设，完善产业链。
由于块体非晶合金中的原子是随机密堆排 列,没有晶体结构中存在的通道效应，因而能 够有效地截留住高能粒子。美国宇航局在 2001年发射的起源号宇宙飞船上安装了用 Zr-Al-Cu-Ni块体非晶合金制成的太阳风搜集 器，和其他搜集器一起安装在飞船上，当飞 船在磁气圈(地磁场外)的外部太阳流中漂浮 的时候，撞击在搜集器上的粒子会因其能量 的不同而停留在搜集器的不同深度的位置上， 待将来飞船返回地面后采用酸腐蚀技术一层 层地将捕获的离子释放出来。另外，由于块 体非晶的低摩擦、高强度和增强的抗磨损特 性，其已经被美国宇航局选为下一个火星探 测计划中钻探岩石的钻头保护壳材料。
2、块体非晶合金材料的制备工艺
参考Liquidmetal Technologies、比亚迪、宜安科技等业内公 司所披露的技术资料，总结块体非晶结构件的生产工艺流程 如下：
2、块体非晶合金材料的制备工艺
技术难点
目前，块体非晶结构件加工的技术难点主要集中在高成本和低良率两个方面。首先 是制备过程的高成本问题。杂质元素如O、N、H、C 等可作为凝固过程中异质形核的核 心，引起构件内部的晶化，使构件的性能大幅度下降，因此块体非晶对于原材料的纯 度有着很高的要求，其价格非常昂贵，这是目前制约块体非晶广泛应用的一个瓶颈问 题。除此之外，块体非晶在生产过程中需要很高的真空度，这进一步增加了块体非晶 构件的制造成本。其次是制备过程的低良率问题。和传统铝镁合金相比，块体非晶材 料熔点高，硬度大，室温和高温条件下变形能力差，变形抗力大，在注射模具成型过 程中容易产生流痕、断裂等缺陷，造成块体非晶结构件制备过程中良率较低，进一步 提高其综合制造成本；另一方面，和传统镁铝合金相比，熔融状态下块体非晶的活性 较高，粘度较大，容易和O、N 等杂质反应形成夹杂，引起块体非晶构件的内部晶化和 性能的下降，更为不利的是，这些夹杂在成型过程中集聚在块体非晶构件表面，抛光 时形成表面缺陷，这对外观件的美观是非常不利的，极大的降低了外观件的良率，提 高了产品的综合制造成本。
单击此处添加标题
液态金属科 技公司
是美国加州一家主营非晶态合金产品的上市公司，成立于1984年， 是全球最早实现块体非晶合金产业化，同时也是技术力量最强的公 司。该公司生产的非晶态合金产品，其功效涉及全球各个行业领域， 大到航母甲板，小到手表机芯，都能够见到这家公司的产品。 2010 年8月5 日，美国苹果公司正式对外公布买断了美国 Liquidmetal Technologies（液态金属科技）公司旗下的非晶态 合金产品在消费性电子产品这个领域之中的永久、全球使用权，重 点制造iPhone 天线和无缝外壳等产品。
1、块体非晶简介
非晶（也称为液态金属）的研发和应用
早在上世纪60 年代就已经开始了，从其发
展历程来看，主要分为两代，第一代为“薄
带”产品，其作为软磁功能材料应用比较广 泛，变压器的铁芯、IC 卡的卡芯都可以找
三
到它的影子。上世纪90年代后，科学家找到
大
了一系列新的金属成分，可以制备成型三维 尺寸较大的液态金属产品。和第一代“薄带” 液态金属不同的是，“块体”的液态金属具
块体非晶专题
BULK AMORPHOUS PROJECT
1、块体非晶简介 2、块体非晶合金材料的制备工艺 3、块体非晶合金的应用 4、块体非晶的产业链分析 5、块体非晶重点企业 6、块体非晶的产业路线 7、块体非晶的市场分析 8、块体非晶的发展状况
目录
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1、块体非晶简介
目录
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2、块体非晶合金材料的制备工艺
直接凝固法 粉末固结成型法
热压成型法
水淬法，铜模铸造法，吸入铸造法， 高压铸造法，单向熔化法等
利用非晶合金特有的在过冷液相区间 的超塑成形能力，将非晶粉末加压固 结成形
热压成型法也叫“超塑性成型法”
2、块体非晶合金材料的制备工艺
压铸成型为目前液态金属结构件生产所普遍采用的成型方 式之一，具有生产效率高，成形性高等特点。对于结构复杂 的结构件尤其有优势，将传统的压铸技术与液态金属的材料 性能很好的结合在一起，可以更加发挥出液态金属成型性强 的特点。工艺流程与常规的合金压铸并没有大的差别，只是 由于液态金属对氧含量的敏感性较高，通常会采用真空压铸 的方式。
优 势
有优异的综合力学性能，是一种颠，产业
化潜力巨大，作为结构材料有望在3C 产品、
汽车、医疗、航空航天等领域广泛应用。
CATALOGUE
性能 工艺 成本
1、块体非晶简介
非晶合金兼有玻璃、金属、固体和液体的特性，是一类全新性的高性能 金属材料。它具备很多不同于传统玻璃材料的独特的性质，并持有金属 材料的很多最高纪录。比如：非晶合金是迄今为止最强的金属材料和 最软的金属材料之一；非晶合金是迄今为止发现的最强的穿甲材料， 最容易加工成型的金属材料，最耐蚀的金属材料，将它浸在强酸、 强碱性液体中，仍能完好无损.非晶合金的强度是不锈钢或钛的 两倍，易塑形堪比塑料，兼具了钢铁和塑料的优势，随着制备 工艺的改善和成本降低，非晶合金材料的用途将进一步明朗化。
东莞宜安科 技股份有限
公司
自2010 年起致力于液态金属材料研究及产业化，与本领域内代表 全球最高研究水平的中科院金属研究所深度绑定，建立了战略合作 伙伴关系，成立了联合实验室。经过持续不断的投入和努力，宜安 公司已掌握液态金属成分、成型设备、成型工艺三大核心技术，具 备批量生产液态金属结构件和外观件的条件，成为行业内极少数在 消费电子领域实现商用的供应商之一。2015 年在美国拉斯维加斯 召开的国际消费电子产品展（简称CES）上，宜安科技展示了一部 特别的手机：世界上第一台使用液态金属框的iphone 6plus 手机， 使宜安公司成为世界上第一个能够批量制备该尺寸液态金属外观件 的公司，受到业内外强烈关注。
3C-卡托转轴类
得益于良好的流动性，非晶合金可以一次成型，不需要 繁琐的后处理工序即可得到接近使用状态的产品，这 一点在工业化生产中可以提供生产效率，节省大量的
成本。
3、块体非晶合金的应用
Zr基块体非晶合金不仅具有高的抗拉强度、好的延展性、高 的弹性能、高的冲击断裂性能和高的抗腐蚀性，且有非常好的 能量传递特性，优异的固有低频振动阻尼，高的耐腐蚀性。因 此，锆基块体非晶合金在高尔夫、滑雪、棒球、滑冰、网球拍、 自行车和潜水装置等许多体育项目中得到应用，日本和美国开 发的这类产品已经商业化。
液态金属棒球
液态金属网球球拍
3、块体非晶合金的应用
块体非晶合金另 一个重要的特性是高 度的生物兼容性和不 会引起过敏，这在医 学上用于修复移植和 制造外科手术器件是 非常有用的，目前在 医学方面应用的案例 有外科手术的手术刀， 人造骨头，人造牙齿 等等。
3、块体非晶合金的应用
起源号空间探测器
起源号上用于采集太阳风 粒子的硅化玻璃盘
2、块体非晶合金材料的制备工艺
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2、块体非晶合金材料的制备工艺
在早期，非晶材料的制备，首先采用快 速凝固法制备非晶粉末，然后用粉末冶金 方法将粉末压制或粘结成型。90 年代初 发现了具有极低临界冷却速率的合金系列， 可以直接从液相获得块体非晶固体。目前， 块体非晶合金的制备方法基本可以划分为 直接凝固法、粉末固结成型法和热压成型 法。