下面就和大家一起来了解下上面所提到的非晶态金属。
视频:什么是非晶态金属(金属玻璃)
非晶态金属是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。大部分金属材料具有很高的有序结构,原子呈现周期性排列(晶体),表现为平移对称性,或者是旋转对称,镜面对称,角对称(准晶体)等。而与此相反,非晶态金属不具有任何的长程有序结构,但具有短程有序和中程有序(中程有序正在研究中)。一般地,具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到,故又称为“玻璃态”,所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。 非晶态金属的制备方法 液相骤冷法 熔融金属通过急冷凝固(105-108K/s)形成非晶粉末、丝、条带。对于金属材料来说,通常情况下,当金属或合金从液体凝固成固体(例如钢水凝固成钢锭)时,原子总是从液体的混乱排列转变成固体的整齐排列,即成为晶体.因为只有这样,其结构才***稳定.但是,如果金属或合金的凝固速度非常快(例如以10 "C/s的冷却速率将铁一硼合金熔体凝固),原子来不及整齐排列便被冻结住了,***终的原子排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金.从理论上说,任何物质只要它的液体冷却速率足够快,原子来不及整齐排列就凝固,那么原子在液态时混乱排列并迅速冻结,就可以形成非晶。 气相沉积法 气相沉积法是通过加热、溅射等各种手段使金属先变成原子、分子、离子或原子团状态,然后沉积到基板上,形成非晶态金属。此法是从制作非晶态金属磁性薄膜而发展起来的。目前,制造薄膜、超微粉、多层膜以及人造晶格膜经常运用气相沉积法。此法大体上可以分为两大类:一类是物理气相沉积法,包括真空蒸镀法、溅射法、离子束法、ICB(1ion cluster beam)法等;另一类是化学气相沉积法,包括热CVD法、光CVD法和等离子体CVD法. 化学溶液反应法 化学溶液反应法包括电解镀膜法和无电解镀膜法。电解镀膜法是早已为人们所知的非晶态金属薄膜制作法,是通过加入电流使金属离子直接还原析出在电极上,其***大特点是简单,能大面积形成非晶态金属薄膜,在材料的防腐等领域中得到了应用。无电解镀膜法是不加电流,而在溶液中加入一些还原剂,靠其化学反应在基板上析出形成薄膜。 固相反应法 固相反应法大体上可以分为四大类。 ***类是利用电子线、放射线等的照射使金属非晶化; 第二类是将两种金属作成间隔为数mm的多层膜,然后在高真空中加热到数百度,靠加热反应形成非晶态金属; 第三类是让AB,AB2和AB3型金属间化合物在常温或常温以上的高温中吸收氢气,在金属与氢气反应中形成非晶态金属。 第四类是机械合金化法(mechanical alloying,简称MA法)。这种方法是将数种金属粉末混在一起,靠球磨碰撞等机械能量使金属粉末局部破坏、压挤,在微观上混合化、合金化和微粒化,通过局部加热和扩散反应,获得非晶态金属粉末。 非晶态金属(金属玻璃)的特点: 兼有金属和玻璃各自优点,并克服了各自弊病: 1) 玻璃易碎,没有延展性;但强度硬度高,耐腐蚀; 2) 金属韧性好,有延展性;但硬度低,不耐腐蚀; 1) 强度高于普通钢,硬度大于多数工具钢; 2) 同时还具有一定的韧性。 非晶态金属应用实例: 非晶合金防盗锁扣 非晶合金外壳的Vertu手机
非晶态金属微观组织
变压器使用的非晶铁芯
非晶高尔夫球杆