非晶态材料的制备ppt课件.ppt

1,第4章 非晶态材料的制备(Non-crystalline metals),4.1 概述 4.2 非晶态材料的性能 4.3 非晶态材料的制备方法 4.4 非晶态材料的加工 4.6 非晶态材料的应用4.7 展望,2,4.1 概述,非晶态金属（合金），也称金属玻璃，是指非结晶状态的金属或合金。即高温熔液以105/s以上的超急冷速度凝固，因而来不及结晶而形成的结构。这时在材料内部原子作不规则排列，因而产生了晶态材料所没有的性能。,4.1 概述,3,4.1.1 非晶态原子结构,无晶面,长程无序、短程有序,4.1 概述,4,径向分布函数radial distribution function (RDF),是以任一原子为中心在距离r处找到其他原子的几率，是距离为r处单位体积中的原子数目，为整体材料中原子平均密度。,4.1 概述,5,微观组织特点,原子排列随机没有晶界和因晶界而产生的晶体缺陷宏观结构各向同性成分波动较小、元素组合范围较宽、是单相的均质固体,4.1 概述,6,4.1.2 非晶态的形成条件,非晶态可由气相、液相快冷形成，也可在固态直接形成（如离子注人、高能粒子轰击、高能球磨、电化学或化学沉积、固相反应等）,合金由液相转变为非晶态（金属玻璃）的能力，既决定于冷却速度也决定于合金成分；由固态形成需在高能辐射或机械驱动作用下也会发生非晶化转变。,4.1 概述,7,冷却速度,须使金属不产生晶核也不发生晶核长大,晶体形成温度与时间的关系,冷却速度高于临界冷却速度以上时，金属不再发生结晶,C字型曲线,4.1 概述,8,临界冷却速度,典型非晶态金属形成时所需要的冷却速度,对于纯金属高于1010K/s对于某些合金103-106K/s,4.1 概述,9,合金成分,非晶合金元素的重要性质降低熔点：合金成分一般在“共晶”点附近，使合金的熔点远低于纯金属抑制晶格排列：抑制原子移动，阻碍晶格排列，合金在冷却时被“冻结”成非晶,4.1 概述,10,Zr-Ti-Ni-Cu-Be精密器件齿轮 凸轮,成型条件：390，6.510-4/s齿轮约800-1000秒完成，凸轮约180秒完成,4.1 概述,11,高能辐射或机械驱动,除了从熔体急冷可获得非晶态之外，晶体材料在高能幅照或机械驱动（如高能球磨、高速冲击等剧烈形变方式）等作用下也会发生非晶化转变，即从原先的有序结构转变为无序结构（对于化学有序的合金还包括转为化学无序状态），这类转变都归因于晶体中产生大量缺陷使其自由能升高，促使发生非晶化,4.1 概述,12,4.1.3 非晶态材料的种类,按元素的组合，大体上可以分为五种：1）过渡金属半金属系列（Fe-B，Ni-P）2）过渡金属过渡金属系列（Fe-Zr，Ni-Zr）3）过渡金属稀土类系列（Co-Gd、Ni-La）4）典型金属系列（Pd-Si、Mg-Zn）5）含有气体元素的非晶态金属（如：Fe-B-O， Fe-B-N）,到目前为止所发现的非晶态金属的种类很多,4.1 概述,13,部分非晶态金属组成,4.1 概述,14,性 能,4.1.4 非晶态材料的性能与应用,在结晶态强度较差的合金，通过非晶态化，可提高强度和韧性作为软磁材料可做变压器的铁芯，其磁损耗只相当于冷轧硅钢片的1/3是音质好、长寿命的磁头材料电阻率比一般的铁基或铁镍合金高34倍非晶铁基合金具有很好的耐腐蚀性能，例如Fe72Cr8P13C7的耐腐蚀性能优于不锈钢某些非晶态材料的热膨胀系数接近于零非晶态材料也具有良好的催化性能,4.1 概述,15,应 用,4.1 概述,16,4.1.5 非晶态材料的发展,世界上有关非晶态合金研究的最早期报道是1934年德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出的非晶态合金。1950年，他的同胞布伦纳又声称用电沉积法制备出了NiP非晶态合金。1960年，美国Duwez教授发明直接将熔融金属急冷制备出非晶态合金的方法。与此同时，苏联的米罗什尼琴科和萨利也报道了制备非晶态合金的相似装置。1969年，美国人庞德和马丁关于制备一定连续长度条带的技术为规模生产非晶态合金奠定了技术基础。1976年美国联信公司利用快速凝固技术生产出10毫米宽的非晶态合金带材，到1994年已经达到年产4万吨的能力。,4.1 概述,17,4.2 非晶态金属的基本特性,微观组织特点,原子排列随机无晶界以及因界晶过程所产生的晶体缺陷宏观结构各向同性成分波动较小、元素组合范围较宽、单相的均质固体亚稳态,组织结构,性能特点,4.2 非晶态金属的基本特性,18,晶化 1）非晶态特性消失 2）析出有害第二相,4.2.1 稳定性和晶化,非晶合金的原子结构处于亚稳态，在一定条件下会向稳定状态转变，成为晶体，这个过程称之为晶化,4.2 非晶态金属的基本特性,19,广义地说，非晶合金的稳定性包括,4.2 非晶态金属的基本特性,温度稳定性长期使用时效稳定性机械冲击震动稳定性强磁场冲击稳定性等。,20,温度稳定性,居里温度 对于非晶态磁性材料来说，当温度升高时，其饱和磁通密度下降。当温度高于居里温度时，材料变成顺磁性，原有磁性能丧失。晶体化温度 非晶态材料加热到晶体化温度时，因原子的扩散会使非晶态材料变为非均质、组成不均匀的晶体材料。,居里点越高，晶体化温度越高,材料可能的使用温度越高，温度稳定性越好。,4.2 非晶态金属的基本特性,21,时效稳定性（结构驰豫）,通常经急冷后的非晶态材料的性质往往是随时间而变化的，即使没有达到晶体化温度，由于晶体化初期阶段结构弛豫的影响，也会使非晶态材料的性质发生变化。例如使居里温度以下的磁感应出现各向异性，从而影响到导磁率降低、居里温度发生变化以及降低塑性等。因此，为了使非晶态的性质更加稳定，急冷之后应在晶体化温度以下进行退火处理。,所谓结构弛豫就是，原子由不稳定排列向更稳定排列状态转变时所发生微小位移的现象,4.2 非晶态金属的基本特性,22,提高非晶态材料热稳定性的方法：, 提高晶体化温度 通过合理地选择合金的组成，在某种程度上是可行的。 控制晶体化以前的结构变化 这与非晶态材料的微观结构有关系的，由于目前液体急冷工艺技术尚不完善，因此，还需要做进一步的探索工作。,4.2 非晶态金属的基本特性,23,4.2.2 电性能,电阻率高、电阻温度系数低,与晶态合金相比，非晶态合金的电阻率显著增高（23倍）。不过，有些非晶合金如Nb-St，Mo-Si-B，Ti-Ni-Si等，在低于其临界转变温度可具有超导电性。非晶态合金的电阻温度系数（ ）比晶态合金的小。多数非晶态合金具有负的电阻温度系数，即随温度升高电阻率连续下降。,4.2 非晶态金属的基本特性,24,导磁率高,：磁晶各向异性常数：磁致伸缩系数：内部或外部应力,普通磁性材料起始导磁率,4.2.3 磁学性能,4.2 非晶态金属的基本特性,25,由于与成分有很大关系，通过控制成分很容易降低,非晶态磁性材料的导磁率高,初始导磁率高,由于非晶态在结构上均质，没有晶界，利于磁畴壁的移动，可获得高导磁率,高导磁率 一旦外磁场发生小的变化，材料的磁场就发生很大变化。,4.2 非晶态金属的基本特性,26,高磁感、低铁损和低矫顽力,成因：非晶态合金中没有晶界、位错及堆垛层错等钉扎磁畴壁的缺陷,磁各向同性,4.2.3 磁学性能,导磁率高,4.2 非晶态金属的基本特性,27,4.2.4 力学性能,微晶模型认为非晶态金属实际上是由具有晶态的短程有序的无限小区域构成；无规则紧密堆积模型把原子看成是一个个的硬球，从第一个球开始，陆续添加其它的球，组成球团，每一个球都放到最靠近球团中心的任意位置；多面体模型由不同形式的多面体原子团组成,非晶态金属的结构模型,4.2 非晶态金属的基本特性,28,1）弹性模量低,非晶态材料的弹性模量是比较低的，这是因为弹性模量是原子结合力大小的一种标志。在一种接近无序排列的亚稳态结构中，原子的结合强度不如稳态晶体高。一般非晶态材料的弹性模量比同种成分的金属晶体低2040%。,4.2 非晶态金属的基本特性,29,2）强度高,已经达到了理论抗拉强度的1/101/3，与晶须处于同一数量级，可以说，构成非晶态结构是挖掘材料潜力的有效手段。,从材料强度的绝对数值上看，非晶态材料的强度介于实用金属与晶须强度之间固体材料的理论抗拉强度大约为弹性模量的1/5左右，因此用抗拉强度与弹性模量的比值就可以反映实际强度与理论强度的差距。从表中可以看出，非晶态材料,4.2 非晶态金属的基本特性,30,部分非晶态金属的力学性能,31,有两个特点：较大的滞弹性和较高的弹性极限，因此，弹性变形阶段的伸长率可高达1.52.0%，当然并非都在虎克定理范围内。,变形量,弹性变形阶段,塑性变形阶段,非晶态材料的塑性变形量是非常小的，仅在0.1%左右，其应力应变曲线与脆性材料相似。,3）非晶态材料的变形特征,3100MPa2300MPa,应力,应变,非晶态合金Fe80P15C5的应力-应变曲线,4.2 非晶态金属的基本特性,32,变形断裂行为,典型的晶体脆性材料在拉应力作用下的破坏是由于格里菲斯(Griffith)裂纹的扩展引起的，可以从弹性范围直接过渡到裂纹的失稳扩张。由于裂纹是随机分布的，因此，材料的断裂是在一个很大的应力范围内波动的，材料强度对试样的尺寸是十分敏感的,虽然塑性变形量非常少，但是非晶态材料的断裂行为与晶体脆性材料不同,4.2 非晶态金属的基本特性,33,非晶态材料塑性低并不是格里菲斯裂纹的作用引起的，而是由于这种材料缺乏应变硬化能力，在进行单向拉伸试验时，一旦试样的某个部位首先发生塑性变形后，变形就会一直在该部位发展，直至断裂。 在复杂应力状态或压缩应力状态下，非晶态金属具有一定的塑性，能进行约为30-50%的冷轧加工和90%的拉拔加工,4.2 非晶态金属的基本特性,34,温度对非晶态材料强度的影响很大，在玻璃转化温度附近，发生显著的软化。在高温变形条件下，非晶态材料是以粘滞性流变的方式变形，符合贝可芬方程：应变敏感系数，m0.3, 非晶态材料的超塑性,4.2 非晶态金属的基本特性,35,4）尺寸效应,非晶态材料的断裂行为与脆性材料是不同的，断裂之前的剪切滑移量很大，使得非晶态材料对裂纹等缺陷的敏感性很低，裂纹前端的应力集中可以被塑性变形所松弛。因此，尺寸因素对非晶态材料强度的影响不大。晶须虽然强度比非晶态材料的高，但晶须受尺寸因素的影响非常大，直径大于10m的铁晶须在强度方面已经显示不出优越性了。,4.2 非晶态金属的基本特性,36,5）韧性,韧性反映了材料断裂时所消耗的能量。非晶态材料断裂能的数量级是10J/cm2。Fe80P15C5： 11J/cm2 Pd80Si20：4J/cm2Cu57Zr43： 6J/cm2这个数值与晶态材料的断裂能相差不大，但远高于脆性材料。,4.2 非晶态金属的基本特性,37,断裂能的组成,弹性能塑性变形抵抗断裂过程消耗,非晶态材料与晶体材料断裂能中各部分所占比例是不同的,具体来说,4.2 非晶态金属的基本特性,38,弹性变形过程 塑性变形过程 断裂过程,非晶态金属 晶体金属,4.2 非晶态金属的基本特性,39,非晶态材料的断裂韧性与钢铁材料的对比,4.2 非晶态金属的基本特性,40,0.0150.0100.0050,103 104 105 106 107 循环次数,非晶态材料,钢琴线,304不锈钢,6）疲劳特性,表面应变,41,42,4.2 非晶态金属的基本特性,43,44,4.2.4 耐腐蚀性能,非晶态材料本身有很高的化学活性，但是在金属中添加容易形成惰性保护膜的Cr、Mo等元素后，会显示出超耐腐蚀性。这是因为非晶态材料与晶体材料相比是活性的，在腐蚀性溶液中表层会很快溶解，在表面形成富Cr区，会很快形成接近于纯Cr的较厚的氧化膜。这层惰性保护膜保护了内部金属不会受到腐蚀。,4.2 非晶态金属的基本特性,45,因此，其耐腐蚀性比非晶态材料要差,在惰性保护膜中含有较多的Fe，耐腐蚀性较弱保护膜形成速度也很低；保护膜很薄；存在因结晶过程而产生的各种晶体缺陷和成分偏析；部分表面存在晶界、位错、沉淀相，则在这些部位形成比较弱的保护膜，腐蚀往往从这里开始发生。,对于晶体的不锈钢材料来说，,4.2 非晶态金属的基本特性,46,晶体（不锈钢）与非晶态材料耐蚀性对比,4.2 非晶态金属的基本特性,47,Fe基合金的因瓦效果非常显著（Fe-B系、Fe-Zr系） 因瓦(Invar)反常，即热膨胀反常：固体材料的受热时膨胀很小或趋于零或为负值的现象。与此相关联的其它物理特性的反常行为，统称因瓦效应。因瓦合金用作长度测定的绝对标准,反常热膨胀,负反常,正反常,热膨胀系数,温度,4.2.5 其它特性,4.2 非晶态金属的基本特性,48,非晶态材料具有较高的化学活性,可以认为在非晶相表面上有无数个活性点，利用其这一特性，可以作为催化剂使用,采用中子照射，发现非晶态金属与晶质金属相比不易出现损伤，也不会出现脆化现象。非晶态合金容易吸收气体，特别是吸氢方面的作用显著非晶态合金的电阻温度系数在一个很宽广的范围内是很小的声波衰减率很小，与SiO2一样,4.2 非晶态金属的基本特性,49,4.3 非晶合金的制备方法,50,4.3.1 非晶薄带的制备,单辊法 双辊法 离心急冷法,51,单辊制造非晶带材的工艺装置示意图,4.3 非晶合金的制备方法,52,离心急冷法形状不规则，限于实验室研究,双辊法容易得到较厚的薄带，并且表面质量和板厚精度均较高，但是，双辊轧制装置的结构很复杂，不适合大批量生产,单辊法结构简单，适合于大批量生产，是目前应用最广泛的方法，由此可制备出厚度为15-35m的长度和宽度尺寸较大的非晶态薄带因为一面与辊接触，另一面为自由表面，因此上下表面有差别。,三种方法各自特点,4.3 非晶合金的制备方法,53,4.3 非晶合金的制备方法,54,4.3.2 非晶细线的制备,旋转液拉丝法 玻璃包覆拉丝法 流动液拉丝法,55,4.3.3 非晶粉末的制备,雾化法 三辊法 喷射法,4.3 非晶合金的制备方法,56,4.3 非晶合金的制备方法,57,4.3.4 非晶薄膜的制备,真空蒸着法：粒子的运动能比较低，实现非晶态较难，通常需要将基板的温度控制在非常低的范围内。溅射法法：由于粒子的运动能量较高，因此很容易实现非晶态,采用物理气相沉积（PVD：Physical Vapour Deposition）通常分为：真空蒸着法、溅射法、离子镀膜法等,4.3 非晶合金的制备方法,58,离子镀膜法：是使射向基板的粒子变为离子，因此可以充分利用粒子的化学反应的活性来进行。集束离子法：是原子的聚集（松散结合的块状原子集团）和离子化同时进行的，在沉积过程中能充分地利用运动能量和化学反应的活性，这种方法是制作非平衡固体的非晶态的一种很有希望的方法。,4.3 非晶合金的制备方法,59,4.3.5 非晶复合材料的制备,纤维辊,卷取辊,送粉装置,增强颗粒,高频搅拌方法 喷射粒子分散法 连续纤维复合方式,4.3 非晶合金的制备方法,60,其它方法,正处于开发和研究中的方法：机械合金化、离子注入、激光溶融急冷法等机械合金化：是一种近程混合法。由于高能球磨，混合物经机械变形，几乎在原子尺度上混合，经动力系扩散形成非晶态材料。近年来，一些新的非晶态材料如YCo3、Y2Co7以及Gd2Co3、Gd2Co7等相继由机械合金化方法制得，引起人们的极大兴趣。,4.3 非晶合金的制备方法,61,4.3.6 非晶态材料的实用化制备方法,已进入稳定的实用化阶段的制备方法： 采用单辊法生产非晶态薄带 采用旋转液拉丝法生产非晶态细线 雾化法生产非晶态的粉末另外，通过成分的选择和热处理工艺的开发研究，极大地改善了非晶态金属的磁性随时间变化的问题。以开关电源用卷线磁芯、电力用变压器、敏感元件为中心，进一步在薄膜和激冷等领域中的应用研究正在积极地进行。,4.3 非晶合金的制备方法,62,4.4 非晶态材料的加工,升温会使非晶态变为晶体，非晶态室温强度、硬度均高,非晶态剪切、体材制作、与其他装置的连接有困难,需要其他相关技术的支持,爆炸焊接法、超音波焊接法、涂镀处理,4.4 非晶态材料的加工,63,4.4.1 体材的制备,4.4 非晶态材料的加工,64,直接爆炸法 爆炸冲击法 冲击枪法,压力：0.530万大气压 最大压力：100万大气压 可以压制大型制品 不适合于大型坯料的制备,4.4 非晶态材料的加工,65,大块非晶Zr-Ti-Ni-Cu-Be精密器件齿轮 凸轮,4.4 非晶态材料的加工,66,4.4.2 超声波接合,点焊：会引起热影响区发生晶体转变粘接：不能使两块非晶态材料完全溶为一体，因此会影响到非晶态材料的电磁等特性。,非晶态材料过去采用的接合方式：,超声波接合方法：会在极短的时间内两块非晶态材料结合成一体，并且不会转变为晶体。,现在采用的方式：,4.4 非晶态材料的加工,67,发振器发送器 振动棒,非晶态材料砧座,超声波接合示意图,4.4 非晶态材料的加工,68,4.4.3 表面涂镀处理,目的：对于不能施行软钎焊的非晶态材料，在表面涂镀一层其它金属可作为焊接的过渡层,1)能进行软钎焊 在扭矩和压力传感元件中，非晶态材料通过涂镀处理能与不锈钢等异种金属通过钎焊接合在一起，也可以与树脂和橡胶进行有效的接合,非晶态材料表面涂镀，可达到如下效果,4.4 非晶态材料的加工,69,2）补偿脆性通过涂镀处理可以补偿非晶态材料的脆性，便于制成零件，并且可以制成细线非晶态材料和编织物。3) 容易进行化学蚀刻 在非晶态材料表面涂镀一层与印刷油墨附着性好的材料，便于进行精密印刷，也可以进行比较微细的化学蚀刻。,4.4 非晶态材料的加工,70,4) 提高电磁波屏蔽效果 涂镀后，经退火、粉碎，能够制成对电场和磁场均有效的电磁波屏蔽材料。未涂镀前的非晶态材料在100500MHz带内的屏蔽效果为35dB，涂镀0.6m的铜后，大约可提高到60dB（未退火状态）； 5) 防锈铁基非晶态合金容易生锈，涂镀后可以防止生锈；,4.4 非晶态材料的加工,71,4.4.4 剪切加工,目前非晶态金属薄带的剪切方法主要有： a) 浸蚀加工； b) 激光加工； c) 放电加工；上述三种方法生产效率较差，其中方法b)和c)存在着加工部位的热变质等问题。 d) 冲裁加工。冲裁加工的生产效率较高，并且不会产生晶态转变问题。,4.4 非晶态材料的加工,72,4.5 非晶态材料的应用,73,一些非晶合金很易于磁化，磁矫顽力甚低，且涡流损失少，是极佳的软磁材料，其中代表性的是Fe-B-Si合金。有些非晶合金具有很好的硬磁性能，其磁化强度、剩磁、矫顽力、磁能积都很高，例如 Nd-Fe-B非晶合金经部分晶化处理后（1450nm尺寸晶粒）达到目前永磁合金的最高磁能积值，是重要的永磁材料。此外，使非晶合金部分晶化后可获得1020nm尺度的极细晶粒，因而可细化磁畴，产生更好的高频软磁性能。,4.5 非晶态材料的应用,74,磁性非晶合金从化学成分上划分为：,铁基非晶合金：主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是磁性强、软磁性能优于硅钢片，价格便宜，最适合替代硅钢片，作为中低频变压器的铁芯铁镍基非晶合金：主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成，它们的磁性比较弱，价格较贵，但导磁率比较高，可以代替硅钢片或者坡莫合金，用作高要求的中低频变压器铁芯钴基非晶合金：由钴和硅、硼等组成，有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素，由于含钴，它们价格很贵，磁性较弱，但导磁率极高，一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感等，替代坡莫合金和铁氧体。,4.5 非晶态材料的应用,75,4.5.1 开关电源变压器及电感铁芯,传统电源：50Hz 开关电源：20KHz,开关电源主要用于通信机械以及各种系统控制装置，目前这些装置正逐渐地向小型化、轻量化方向发展,工作频率高，变压器的体积小、重量轻、能耗低、效率高,4.5 非晶态材料的应用,76,为了使开关电源小型化，最有效的方法是提高开关的频率，过去是50KHz以下，现在已经达到70-200KHz。采取的手段：广泛使用作为开关元件的 动力系统MOSFET开关电源的各种磁部件的 磁损耗降低,4.5 非晶态材料的应用,77,非晶态材料在开关电源上的应用具有很大的吸引力,非晶态材料具有低铁损、高饱和磁感应强度、高居里点的特点。非晶态磁性材料即使是在高频情况下，磁损耗的损失也很小，使得非晶态材料在开关电源上的应用受到人们的重视。,4.5 非晶态材料的应用,78,非晶态饱和铁芯代替磁损耗大的50Ni坡莫合金后，使得开关电源得到广泛使用,4.5 非晶态材料的应用,79,4.5.2 钎焊填料,高强合金、高温合金的焊接一般采用钎焊晶态的焊料一般是贵金属箔材或用有机粘结剂粘接在一起的脆性粉末,钎焊法：将共晶成分的箔材在尽可能低的温度（但仍高于接头的工作温度）下溶入焊缝,4.5 非晶态材料的应用,80,非晶条带焊料的优势,可代替银焊片非晶条带焊料的强度高、柔性好，可以和弯曲表面贴合紧密，并保证最佳的可控焊缝非晶态箔材不含粘结剂，所以它100%的密实，无污染，而且长期存放也保持良好状态,4.5 非晶态材料的应用,81,非晶钎焊料的性能特点,组织均匀成分纯净结合强度高厚度薄价格低,4.5 非晶态材料的应用,82,在某些应用中，贵金属基的晶态箔材正在被比较廉价的非晶合金所取代 （如非晶态Ni75.5Co13Fe4.2Si4.5B2.8取代金基箔材）,镍基箔材可以允许较高的钎焊温度。非晶焊料变为晶态没有不良影响，因为焊接时合金和焊料是结合在一起的。焊接强度对比试验表明：非晶箔材提供优良的焊接强度。由于非晶态焊料在使用状态，不是非晶态，因此，在制造非晶态焊料时，没有必要使焊料完全处于非晶态状态。,4.5 非晶态材料的应用,83,4.5.3 器件应用, 压力和位移传感器 水下声学 地磁检测 方位传感器、电子围棋练习机、防盗传感器等,1) 传感器,4.5 非晶态材料的应用,84,应用于磁头的非晶态材料的特性是高饱和磁感应强度、高导磁率、低衰减和高的表面硬度（耐磨）,3) 安全系统,高的磁导率，使之成为优良的谐波发生器一般铁磁材料不发生这种高次谐波,防止商品被盗,2) 高保真通信器件,4.5 非晶态材料的应用,85,4.5.4 其它应用,由于非晶态材料具有较高的强韧性并且弹性变形量大，因此，可以作为复合材料的增强剂使用。曾经计算过非晶金属纤维对水泥的强化作用，应用于强化水泥时，2826M非晶纤维的表面用喷砂打毛，以增强其和水泥的结合性，仅仅加入1%体积的非晶纤维就可以使水泥的比断裂强度提高200倍。目前在市场已有采用非晶态材料增强的钓具、高尔夫球棍销售。,1）复合材料增强剂,4.5 非晶态材料的应用,86,2）非晶态材料还可以适用于滑雪用具、网球拍、钢丝锯、放电线圈、控制电缆、精密弹簧、微细丝网等。3）非晶态粉末可直接用于电磁离合器用粉末、磁研磨用粉末以及催化剂等，利用粉末体冲击成形可以制成树脂复合材料、片状铁心、磁密封等，并且已经达到了实用化阶段。4）利用非晶态的晶化处理，细化金属的组织,4.5 非晶态材料的应用,87,4.6 展望,由于非晶态材料还难以被制成体材，高温耐热性很差不适合于做建筑领域的大型结构件，不适合于发动机上的耐热材料。,非晶态金属在材料科学领域已经占有相当重要的地位，但从其用途和需要等方面来看，还无法与一般金属材料的需求、价格相媲美,4.6 展望,88,我国非晶材料研究从年开始，国家科委从“六五”开始连续个五年计划均将非晶合金研究开发和产业化列入重大科技攻关项目。通过这个五年科技攻关计划的实施，我国已初步形成具有中国特色的非晶态合金科研开发和应用体系，并且基本实现了非晶合金带材及制品产业化。九五期间，随着“国家非晶微晶合金工程技术研究中心”的组建和“千吨级非晶带材生产线”的建立，非晶态合金的产业化进程得到大力推进。十五期间，大块非晶及其制品产业化开发仍然被列入国家重大科技攻关计划，给予重点支持，旨在推动非晶材料应用开发快速发展，满足电力电子和电子信息等高新技术领域日益增长的迫切需求。,4.6 展望,89,由于薄带、丝材、粉末及粉末成形、由激光加工所制成的体材表面非晶化处理等技术被开发并得到了应用，因此，不仅局限于磁性功能材料，而且已经扩大应用到了力学性能和耐腐蚀性能要求较高的结构用材上。目前，非晶态材料的磁特性的应用得到了发展，尤其是在变压器方面的应用开发得到了重视，但距实用化还有一段距离。在电子产品和传感器方面的应用，由于其性能成本比是比较明显的，所以逐渐地达到了实用化阶段。,4.6 展望,90,另一面，在薄膜应用或人工栅极膜的研究、非晶态材料的热处理、以及利用非晶态的晶化处理细化金属组织的研究等正在积极地进行 从光磁记录仪、半导体等的发展来看，今后还会出现非晶态材料意想不到的应用。,4.6 展望,91,The End,