非晶合金知识讲解.ppt

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1、非晶合金晶体和非晶体自然界中的固体物质可以分为晶体和非晶体两大类。晶体是指那些内部质点(原子、离子或分子)在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。晶体和非晶体的原子排列非晶合金定义：非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。通常金属材料在固态下都是晶体，但

2、是在金属材料结晶过程中采用特殊方法可以打乱金属材料原子的规则排列，得到原子排列混乱的固态金属材料，称其为非晶金属材料。非晶合金就是非晶金属材料里的一种。非晶合金的结构特征1.短程有序而长程无序性：晶体的特征是长程有序，原子在三维方向有规则的重复出现，呈周期性。而非晶态的原子排列无周期性，是指在长程上是无规则的，但在近邻范围，原子的排列还是保持一定的规律，这就是所谓的短程有序而长程无序性。短程有序区小于1.5nm。6ρ表示材料的平均分子数密度，ρ(r)表示当以任意原子为中心时，在距离为r处球面上的平均原子数密度。双体概率分布函

3、数g(r)=ρ(r)/ρ晶体和非晶体的g(r)函数图像2.均匀性和各向同性：非晶合金的均匀性也包括两种含义。（1）结构均匀，它是单向无定型结构，各向同性，不存在晶体的结构缺陷，如晶界、晶格缺陷、位错，层错等；（2）成分均匀，无晶体那样的异相、析出物、偏析以及其他成分起伏。晶体和非晶体的X射线衍射图像3.热力学不稳定性：当温度升高时，在某个很窄的温度区间，会发生明显的结构相变，因而它是一种亚稳相。制备方法1.由汽相直接凝聚：真空蒸发，离子溅射，化学气相沉淀等。蒸发和溅射可超过10^8k/s冷却速度，因此可用于制备许多液态急冷法

4、无法实现的非晶。如纯金属，半导体等非晶。2.液体急冷法:目前骤冷法仍是最主要的方法，其基本原理是先将合金加热熔融成液态，然后通过各种不同的途径使它们以10^5~10^8k/s的速度高速冷却，致使液态金属的无序结构得以保存下来而形成非晶态。采用此方法制备的非晶态合金通常具有高强度高、高硬度、高耐蚀性和其他优异的电磁性能。3.由晶体制备：通过幅照、离子注入、冲击波等方法制备。高能注入的粒子，与被注入的材料的原子核以及电子碰撞时，发生能量损失，因此粒子注入有一定的射程，只能得到薄层的非晶。非晶合金的性能1.良好的力学性能非晶态金属

5、的结构，在宏观上是各向同性的没有晶态金属中常见的京介和缺陷等各种局部不均匀。这就是的非晶态金属，既可以具有很高的强度和硬度，同时又能在常温下产生塑性形变。与结晶合金相比，非晶合金具有较高的拉伸强度和显微硬度，较低的杨氏模量。在杨氏模量相同的情况下，非晶合金的拉伸强度和显微硬度约为结晶合金的3倍。它的强度和硬度比现有的许多晶态金属膏能高达每平方毫米4000牛顿，超过了超高硬度工具钢，同时还具有相对较高的韧性。非晶合金的拉伸塑性较低，在拉伸时小于1%，但在压缩、弯曲时具有较好的塑性，压缩塑性可达40%。非晶合金薄带弯达180°也

6、不断裂。2.物理性能非晶合金具有良好的磁学性能，非晶合金因矫顽力小、导磁率高、铁损小，非常适用于制作变压器、电池开关、磁放大器等磁芯。非晶合金可屏蔽外来电磁场对高分辨率电子显微镜的干扰。利用其优异的磁性能制作各种磁记录头和磁光光盘等。非晶态材料电学性能方面展现出许多优于的晶态的特点。如非晶合金具有比晶态合金大10到100倍的高电阻率。部分非晶态合金还具有超导特性。3.化学性能非晶态合金比相同成分的晶态合金有强得多的耐腐蚀性能，如Fe43Cr16Co16C18B8非晶合金的耐腐蚀性恪比不锈钢高1万多倍。由于非晶态材料的显微组织

7、均匀不包含位错、晶界等缺陷使腐蚀液不能入侵。同时，非晶态合金自身的活性很高，能够在表面迅速的形成均匀的钝化膜，或一旦钝化膜局部破裂也能够及时修复。非晶合金的应用非晶态材料有着其十分优越的价值，应用范围也十分广泛，可用于日常用品保护和装饰、功能材料的功能膜层、电子、电力、化工等领域，块状化的非晶合金在这些行业也显示出十分广阔的应用前景。在电力领域，非晶得到大量应用。例如铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5－1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60％－70％。因此，非

8、晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。目前在逆变焊机电源中非晶合金已经获得广泛应用，在通讯、电动交通工具、电解电镀等领域的开关电源中的应用正在积极开发之中。性能指标铁基非晶铁镍基非晶应用配电变压器中频变压器功率因数校正器磁屏蔽防盗标签饱和磁感(T)1.560.77矫顽力(A/m)<4<