非晶合金纳米晶化的研究进展

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------非晶合金纳米晶化的研究进展第３４卷第４期稀有金属材料与工程２００５年４月ＲＡＲＥＭＥＴＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳＡＮＤＥＮＧ胍ＥＲＩＮＧ、，０１．３４．Ｎｏ．４Ａｐｒｉｌ２００５吴文飞，姚可夫（清华大学，北京１０００８４）摘要：纳米晶材料是目前材料科学与工程领域中最具吸引力的材料之一。而非晶合金晶化法是纳米晶材料的主要制各方法之一。本文综述了国内外非晶合金纳米晶化的主

2、要方法和研究动态，包括热致晶化、电致晶化、机械晶化和高压晶化等。并对各种方法的原理、特点、存在的问题以及最新进展进行了述评。同时介绍了清华大学在大块非晶合金高强脉冲电流晶化研究中取得的进展。关键词：非晶合金；纳米晶化；ｚ“ｌＴｉｌ４Ｃｕｌ２．５ＮｉｌｏＢｅ２２５中图法分类号：ＴＧｌ３９．２文献标识码：Ａ文章编号：ｌ００２．１８５ｘ（２００５）０４．０５０５一０５１引言和分步退火法（ＳｔｅｐＡｎｎｅａｌｉｎｇ）。２．１．１等温退火法自从１９６０年Ｄｕｗｅｚ教授【１］用熔体急冷法制备出等温——————————————————————————————————

3、————------------------------------------------------------------------------------------------------退火法（ＩｓｏｔｈｅｍａｌＡｎｎｅａｌｉｎｇ）是应用最广Ａｕ７０ｓｉ３０非晶合金至今，这种具有特殊结构的金属材料。最为普遍的１种方法。该方法处理过程是：快速加热便受到了科技工作者的广泛关注。在过去的４０年里，使非晶样品达到预定温度，在该温度（低于常规的晶无论是非晶态金属材料的理论研究还是应用开发都取化温度）保温一定时间，然后冷却至室温。其中最关得了巨大进展

4、【２】。键的２个因素是退火温度和退火时剐３１。早在１９８８年，由于非晶态合金在热力学上是非平衡的亚稳态结Ｙｏｓｈｉｚａｗａ对非晶Ｆｅ７３．５ＣｕｌＮｂ３Ｓｉｌ３．５８９在Ｎ２气氛下进构，在一定的条件下，会发生非晶结构向晶态的转变行等温退火１ｈ得到了具有超精细结构的组织（即即发生晶化。研究结果表明当工艺条件控制适当时，ＦＩＮＥＭＥＴ），其晶粒尺寸在１０ｎｍ左右【４１。１９９１年卢通过非晶合金晶化能获得纳米晶析出相，制备出纳米柯等利用他们先前提出的非晶态合金晶化机制，即有晶材料或者纳米晶／非晶复合材料。由于纳米晶材料及序原子集团切变沉积机制‘３’５，６１，

5、发展了这种制备纳米纳米晶／非晶复合材料具有多种优异的性能，而纳米晶晶合金的新方法：非晶晶化法【７１，即这里所说的等温材料本身就是当前材料科学和应用物理领域的研究热退火法，成功地从Ｎｉ８０Ｐ２０非晶薄带中制备出了平均晶点，进行非晶合金的纳米晶化理论和应用研究具有重粒尺寸为９ｎｍ的晶体相（Ｎｉ，Ｎｉ３Ｐ）。利用该方法，要意义。由于非晶晶化法独有的成本低、产量大、界他们先后在金属．类金属型（肛肼）和金——————————————————————————————————————------------------------------------------

6、------------------------------------------------------属．金属型面清洁致密、样品中无微孔隙等优点，利用非晶晶化（肛Ｍ）非晶合金系列中成功地实现了纳米晶化，制法制备纳米材料具有广阔的应用前景，又为基于大块备出了多种纳米晶体如Ｆｅ．Ｓｉ．Ｂ，Ｆｅ．Ｍｏ—Ｓｉ＿Ｂ，Ｆｅ．Ｂ，非晶合金制备大块纳米晶材料提供了潜在的途径。Ｃｏ—ｚｒ，Ｆｅ—Ｃｏ—ｚｒ等。他们还利用多种结构分析和性能２非晶合金纳米晶化的方法测试方法对非晶晶化法制备的纳米晶体样品进行了深入的研究，包括其微观组织结构、缺陷及其分布、热非晶合金的纳米

7、晶化是通过控制非晶态固体的晶稳定性、机械性能、电磁性能、热性能等。该方法对化动力学过程使得晶化的产物为纳米尺寸的晶粒。按于进一步理解纳米晶体的内界面结构特征、纳米晶的照晶化机制主要可以分为热致晶化、电致晶化、机械形成机理以及材料的结构．性能关系提供了１种有效晶化以及高压晶化。的手段。２．１热致晶化近年来，研究者们在这种方法的纳米晶形成动力包括通常采用的等温退火法（ＩｓｏｔｈｅｍａｌＡｎｎｅａｌｉｎｇ）学机制上做了很多细致深入的工作，所选的材料主要收稿日期：２００３—０７．１４基金项目：清华大学基础研究基金（“９８５”基金）资助（０９１２０１１０７）作者

8、简介：吴文飞，男，１９８０年生，硕士研究生，清华大学机械工程系，北京１０００８４，通信联系人：