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邹小姐(jie)：13326633089 -
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非晶态物质(zhi)被认为是(shi)和气态、液态、固(gu)态相并立的第四种常规物质(zhi)状态，而(er)玻(bo)璃是最典(dian)型、传统的非晶(jing)固体(ti)，因(yin)此人们习惯(guan)用(yong)玻璃来代(dai)称非晶固体。
作为(wei)兼有玻璃、金(jin)(jin)(jin)属，固体和液体特性的新型金(jin)(jin)(jin)属材料，非晶(jing)合(he)金(jin)(jin)(jin)，即(ji)“金属玻璃(li)”，具(ju)(ju)备多种优(you)异性能(neng)及其他固体材料不具(ju)(ju)备的特殊(shu)性质，已成为发展潜(qian)力很大的新材料。
非晶合金带材(cai)
什么是非(fei)晶？
宏观的固体(ti)材料是由大(da)量的微观粒子组合在一起形成的，于(yu)是学术界就(jiu)按照 固体(ti)(ti)材料中(zhong)微观(guan)粒子的排(pai)列方式(shi)将材料分成(cheng)两大类(lei)：粒子排列十分规则的晶态物质（其粒子就好比士兵排成的方阵那(nei)样整(zheng)齐，这个特点被称为长程有序(xu)）和粒子排列不具有长程有序(xu)性的非晶物质（其粒子排列(lie)好比(bi)大(da)街上熙熙攘攘、无序聚集在一起的人群）。
晶(jing)(jing)态和非晶(jing)(jing)态原子(zi)结构的对比(bi)图
无序非晶态(tai)结构（左）、有序晶态结构（右）
非(fei)晶合金(jin)就是(shi)由超急冷(leng)凝(ning)固，原子来不及(ji)有(you)序排列(lie)结晶得到的固态合金，是长程无序结构，没有晶(jing)态合金的晶(jing)粒(li)、晶(jing)界存在(zai)。
把(ba)高(gao)温下熔化了(le)的(de)(de)液体金属(shu)，以极快(kuai)的(de)(de)速度冷却(que)，使金属(shu)原子来不及按它的(de)(de)常规编排结晶，还处于不整(zheng)齐、杂(za)乱无章的(de)(de)状态(tai)便(bian)被“冻(dong)结(jie)”了，因此，出(chu)现了类似玻璃的奇异特性。非(fei)晶(jing)合金(jin)虽(sui)然从(cong)技(ji)术特点上(shang)讲是一种(zhong)“玻璃”，但它(ta)比氧化物玻(bo)璃和陶瓷更坚韧且更不易(yi)碎(sui)。
制备非晶金属的方法包括(kuo)：物理气相沉积(ji)、固相烧结法、离子辐射法、甩带法（连续铸(zhu)造(zao)法其中(zhong)一种）和机械法。
普通金属与非(fei)晶(jing)合金的微(wei)观(guan)排列对比
在非晶合金的开发方(fang)面(mian)，目前(qian)已在包括Pd、Pt、Au、Mg、Ca、Zr、Ti、Hf、Cu、Fe、Co、Ni、和(he)稀土（如La、Nd、Ce）基等在内的数十种合金(jin)体(ti)系，目前非晶合金一(yi)共有(you)非(fei)晶薄带、非(fei)晶粉末(mo)、块体(ti)非(fei)晶这几(ji)种形式。
目前应用较广(guang)的非晶合(he)金常见分类为：
结构材料：锆(gao)基大块非晶，用于高(gao)强结构(gou)件的(de)替(ti)代，实现不(bu)锈钢的(de)压(ya)铸(zhu)效果(guo)，替(ti)代铝、镁、锌合金压(ya)铸(zhu)件及不(bu)锈钢粉末(mo)冶金、铸(zhu)造+CNC产品。
磁性材料：以铁(tie)基非晶、纳米(mi)晶为代表的(de)磁性功(gong)能材料(liao)，主要应用于(yu)替换(huan)磁性材料(liao)铁氧(yang)体(ti)和硅钢(gang)片，提(ti)高变压器或(huo)者(zhe)感应线圈(quan)转换(huan)效率，降(jiang)低(di)发热能耗。
非晶合金的性能特点(dian)
1. 软磁性能(neng)
与传统的(de)(de)金属磁(ci)(ci)性材料相比，由于非晶合金原子排(pai)列无序(xu)，没有(you)晶体的(de)(de)各向异性，而且电(dian)阻率高，因(yin)此(ci)具有(you)高的(de)(de)磁(ci)(ci)导率、低的(de)(de)损耗，是优良的(de)(de)软磁(ci)(ci)材料，此外，还具有高饱(bao)和(he)磁感应强度、高磁导率(lv)、低(di)矫顽力(li)和(he)低(di)损耗等特(te)性。
目前比较成熟的非晶软、磁合金(jin)主要(yao)有铁基(ji)(ji)、钴(gu)基(ji)(ji)和铁镍(nie)基(ji)(ji)3大类(lei)，它(ta)们都具,有(you)比较优异的软(ruan)磁性能，可作为(wei)高频(pin)变压器(qi)(qi)、传感器(qi)(qi)、扼流器(qi)(qi)和互感器(qi)(qi)等(deng)广(guang)泛应用于电(dian)力电(dian)子领域；
2. 力学性能(neng)
与(yu)晶体材料(liao)相比(bi)，非晶合金的(de)强度(du)、硬(ying)度(du)、韧性和耐磨(mo)性较(jiao)好，抗(kang)拉强度(du)和硬(ying)度(du)也较(jiao)高，其硬(ying)度(du)（HV）的大小与所添(tian)加(jia)元素种类、数量有密切的关系，可高达1400，并且一些非(fei)晶合金的强(qiang)度可达到3920MPa。此外(wai)，因为非(fei)晶合金内(nei)部无序排(pai)列的原子，使得它具(ju)有高强(qiang)度同时又具(ju)有高塑性(xing)和(he)冲击韧性(xing)。
由于非晶合金具(ju)有优异的(de)力学(xue)性能，因(yin)此可(ke)以用它(ta)制(zhi)造一些耐(nai)磨器件，考虑(lv)到它(ta)是条带(dai)状或者薄(bo)片状的(de)，可(ke)以用来制(zhi)作(zuo)涡轮材料、弹簧材料和(he)切削刀具(ju)等(deng)。
3. 化学性能
（1）耐蚀性
由(you)于非晶(jing)合金中不存在晶(jing)界(jie)、沉(chen)淀相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)界(jie)和位错(cuo)等容易引起局部腐蚀的部位，也不(bu)存在晶(jing)态合金容易出(chu)现(xian)的成分(fen)偏析，所以非(fei)晶(jing)(jing)合金在结构和成分上都比晶(jing)(jing)态合金更均匀，具(ju)有(you)更高的耐腐蚀(shi)性。非晶合金不仅在一般(ban)情(qing)(qing)况下不易发(fa)生腐蚀(shi)，而且还能抑制在特殊情(qing)(qing)况下诱发(fa)的缝隙腐蚀(shi)和点蚀(shi)的发(fa)展。
由(you)于非(fei)晶合金具有耐(nai)腐蚀性(xing)这一优异(yi)特性(xing)，可以利用(yong)它来制造电池电极、海底电(dian)缆(lan)屏蔽、耐(nai)腐蚀管(guan)道及磁分离介(jie)质等(deng)。
（2）催(cui)化性能
非晶合金(jin)表(biao)面(mian)能高，可以连续改变成(cheng)分，具有明显(xian)的催(cui)化(hua)(hua)性(xing)能。主要应用(yong)于催(cui)化(hua)(hua)剂加氢、催(cui)化(hua)(hua)脱氢、催(cui)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)及电催(cui)化(hua)(hua)反应等。
（3）储氢(qing)性能
某些非晶合金通过化学反应可以(yi)吸收和释(shi)放出(chu)氢，可以(yi)用(yong)作储(chu)氢材料。储氢后非晶态的结构(gou)也相当(dang)稳定，但原子间距膨胀，非晶(jing)合金的吸氢(qing)量(liang)是随氢(qing)原子能(neng)占据的场所(suo)的数目以及易产(chan)生氢(qing)化物(wu)的元(yuan)素含(han)量(liang)的增(zeng)加而增(zeng)加。因此(ci)若在(zai)氢(qing)原子(zi)能占据的场所填(tian)入了类金(jin)属(shu)元素的原子(zi)，那么将不能贮氢(qing)。如(ru)在(zai)TiNi合(he)金中添加硼、硅时，吸(xi)氢(qing)量减(jian)少。
4. 光学性能
金属(shu)材料的光学(xue)特性(xing)受(shou)其金属(shu)原(yuan)子的电子状态所支(zhi)配，某些非晶合金由于(yu)其特殊的电子(zi)状(zhuang)态(tai)而其有十(shi)分(fen)优异的对太(tai)阳光能的吸收能力。所(suo)以(yi)利用某些非晶态(tai)材料(liao)能够制造出相当理起的高效率的太(tai)阳能吸收器。
非晶合金具有(you)良好(hao)的抗辐(fu)射（中子、y射线(xian)等(deng)）能力，使其在火箭、宇航、核反(fan)应堆、受控(kong)热核反(fan)应等(deng)领域(yu)具(ju)有良好的应用前景。
非(fei)晶合金的应用
1. 磁性领域
Fe、Ni、Co基非(fei)晶合金具(ju)有(you)高磁(ci)饱(bao)和(he)强度(du)，高磁(ci)导(dao)率，低矫顽力，具(ju)有(you)低的饱(bao)和(he)磁(ci)致(zhi)伸(shen)缩，使其能够(gou)制成(cheng)各种复杂结构的微型(xing)铁芯，然(ran)后(hou)制成(cheng)变压器(qi)或电感器(qi)，应用于(yu)计算机、网(wang)络、通信和(he)工(gong)业自动化等行业。
温(wen)区更宽、温(wen)度更低、使用寿命更长(zhang)的(de)非晶合金作为新型蓄冷材料应用(yong)于低温(wen)制冷(leng)机(ji)，非(fei)晶(jing)合金有望在低温(wen)磁性蓄冷(leng)材料(liao)领(ling)域(yu)中得到应用(yong)。
非晶电机也可应用于无人机、机器(qi)人等(deng)产业(ye)。
非晶磁芯
2. 生物医用领域
Ca基(ji)、Mg基(ji)非(fei)(fei)晶(jing)合金具有生物(wu)兼容性、可(ke)降解性和不会引(yin)起过敏，这(zhei)在医学(xue)上(shang)可(ke)用于(yu)修复移植和制造外(wai)科手术器件，如外(wai)科手术刀(dao)，人造骨头，用于(yu)电磁刺激的体内生物(wu)传感(gan)材料(liao)，人造牙(ya)齿等。镁(mei)基(ji)非(fei)(fei)晶(jing)合金因为其(qi)可(ke)降解性、较高的强(qiang)度、接近骨头的弹(dan)性模量可(ke)能成为新一代为体内支架类材料(liao)。
金属玻璃的耐腐蚀性(xing)能(neng)可成为固定骨折夹板和钉的首选材(cai)料。
非晶合金电子皮肤具(ju)有很好(hao)的导电性，良好(hao)地稳定性（电阻和灵敏度系(xi)数），还具(ju)有抗菌(jun)性，而且(qie)弹(dan)性范围高，其(qi)在(zai)仿(fang)生领域有一(yi)定(ding)的应用前景。
电子皮肤
3. 3C行业
非(fei)晶合(he)金最显著的优势，就是高(gao)强度、高(gao)硬度、高(gao)耐磨性，而(er)且既轻又薄，恰好满足3C产品的(de)核心特质。
非晶合金注塑(su)、压铸的塑(su)形(xing)方(fang)式，可(ke)以满足时尚、美观的外形(xing)诉(su)求形(xing)状诉(su)求。液态金属(shu)在工艺上(shang)接近“净成形”，所需要(yao)的后期加工较少，可以有(you)效降低(di)后加工成本(ben)。还可通过改(gai)变表面结构来(lai)改(gai)变颜色(se)，后期装饰工艺丰富，颜色(se)更(geng)自然，同时耐(nai)磨损，不易刮擦掉色(se)。
一次成型(xing)的(de)非晶合金外框
4. 汽车行业
利(li)用(yong)非晶(jing)合金(jin)高(gao)硬度、高(gao)耐(nai)磨的特性，可制(zhi)造汽车发(fa)动机(ji)中的液压油缸(gang)、活塞(sai)等耐(nai)磨零部件(jian)，并大幅提高(gao)使(shi)用(yong)寿命；对于(yu)汽车应用(yong)，一些(xie)常见的关键属性包括精密度，耐(nai)蚀(shi)性，表面光(guang)洁度和弹性。非晶(jing)合金(jin)有着接近(jin)于零的收缩，从(cong)模型中注射成(cheng)型的零部(bu)件常常能够(gou)超越(yue)最精准的CNC（数控加工）技术，在(zai)无研磨和抛(pao)光(guang)的情况下，可以实现接近光(guang)学的表面光(guang)洁度。
铁(tie)基非晶合金(jin)作为电(dian)子变(bian)压器(qi)、电(dian)感器(qi)、电(dian)抗器(qi)的铁(tie)芯，具有较(jiao)高(gao)的能(neng)量转化效(xiao)率，在新(xin)能(neng)源汽车充电(dian)桩(zhuang)产业具有广阔的市场前景。
5. 其他技术领(ling)域
在航空航天(tian)领域(yu)，利用非(fei)晶合金高(gao)比(bi)(bi)强度、比(bi)(bi)刚度、高(gao)抗磨损的特性，可制造航空航天(tian)器的主框架(jia)、轴承等(deng)结构材料(liao)，大(da)比(bi)(bi)例地减轻重量，相当于提高(gao)了航空发(fa)动机的推力比(bi)(bi)；由于非(fei)晶合金中的原子没(mei)有晶体(ti)(ti)结构中存在的通道效应(ying)，因而能(neng)够有效地截留住(zhu)太(tai)阳风高(gao)能(neng)粒子。
在军(jun)事方(fang)面，钴基非晶目前在军(jun)事方(fang)面可以(yi)用来制作(zuo)穿(chuan)甲弹；Fe基非晶合(he)金(jin)（又称(cheng)非晶钢）的(de)高硬度(du)、抗磨损(sun)、无磁和(he)腐(fu)蚀特(te)性是高性能涂层材料(liao)，可在航母等舰艇(ting)防腐、隐身、高耐磨表面硬(ying)化(hua)和轻(qing)量化(hua)部件、抗腐蚀部件和电子器件保护套等方面的(de)应用。
新型(xing)的钨纤维(wei)/锆(gao)合金金属玻璃（非晶合金）基复合材料(liao)作(zuo)为穿甲弹(dan)的弹(dan)芯，其性能优于钨合金穿甲弹(dan)
在微机电(dian)(dian)器件(jian)领域(yu)，非晶合金薄(bo)膜和微齿轮具有更独特的(de)性能，在生物(wu)医(yi)药、纳(na)米压印、微机电(dian)(dian)系(xi)统、光电(dian)(dian)等领域(yu)有所(suo)应用。借助(zhu)离子束沉积的(de)方法制备的(de)非晶合金薄膜(mo)具(ju)有(you)很(hen)好的(de)热稳定性(xing)和力学性(xing)能，具(ju)有(you)较(jiao)好的(de)柔性(xing)有(you)望应用于微机电(dian)器件领域。
在环境(jing)领域，Pd基非(fei)晶(jing)(jing)合金催(cui)化剂不仅具有优异的(de)催(cui)化活(huo)性，而且具有独(du)特的(de)自稳定性，铁基非(fei)晶(jing)(jing)粉末可在短时间内(nei)处理(li)染料(liao)污水。
在(zai)(zai)体(ti)(ti)育用(yong)品方面，非晶(jing)合金用(yong)于体(ti)(ti)育用(yong)品所能(neng)(neng)提(ti)供的高(gao)性(xing)能(neng)(neng)主要体(ti)(ti)现(xian)在(zai)(zai)高(gao)强度、高(gao)抗(kang)永久变(bian)形能(neng)(neng)力(li)，高(gao)弹性(xing)，优异(yi)的固有低频振动阻(zu)尼，耐(nai)腐(fu)蚀(shi)。非晶(jing)合金已经在(zai)(zai)高(gao)尔夫球(qiu)(qiu)、滑雪(xue)、棒球(qiu)(qiu)、滑冰、网球(qiu)(qiu)拍、自(zi)行车和潜水装置等许多体(ti)(ti)育项目(mu)中得到应(ying)用(yong)。
非晶合金球杆
在半(ban)导体应(ying)用领域，用As（砒）、Bi（铋）、Ga（镓(jia)），Ge（锗）、S（硫(liu)），Se（ 硒(xi)）、Si（硅(gui)）、Sb（锑 ）、Pb（铅）、Te（碲）可以形成二(er)元的(de)或(huo)多(duo)元的(de)非晶(jing)(jing)态(tai)合金(jin)，它(ta)们一般都具有(you)良(liang)好的(de)半导(dao)体(ti)性质。现在研究出来的(de)非晶(jing)(jing)态(tai)合金(jin)半导(dao)体(ti)材料(liao)有(you)几十种(zhong)，非晶(jing)(jing)态(tai)合金(jin)半导(dao)体(ti)材料(liao)在微电子技(ji)术中(zhong)的(de)应用(yong)极其广泛。
参考来源：
1. 非晶合金的(de)性(xing)能、形成机(ji)理(li)及应用，李翔(xiang)、 吕方、陈晨、赵旭、刘芳(fang)（上海理(li)工(gong)(gong)大学，材料科学与工(gong)(gong)程学院）；
2. 非(fei)晶(jing)材料与物(wu)理(li)(li)近期(qi)研(yan)(yan)究进展，孙奕韬、王超、吕(lv)玉(yu)苗(miao)等 (中国科学院物(wu)理(li)(li)研(yan)(yan)究所, 极端条(tiao)件物(wu)理(li)(li)重点实验室）；
3. 百篇科(ke)普系列(lie)—非晶态金属材料及(ji)其应用，徐长发。
粉体圈 小吉
