非晶及其複合材料製備方法的研究

2022-11-14 11:57:07 字數 916 閱讀 5762

作者:黃文軍

**:《價值工程》2023年第05期

摘要: 非晶由於其優異的物理效能,尤其是力學效能,日益引起注意。本文概述了非晶的製備方法,討論了快速冷卻和近快速冷卻的冷卻速率,並詳細介紹了塊體非晶複合材料的製備方法及其重要成果。

在此基礎上,提出了塊體非晶產業化的可能性,並期盼新的製備工藝的出現。

關鍵詞: 非晶;快速冷卻;製備方法

中圖分類號:tg139.8 文獻標識碼:a 文章編號:1006-4311(2014)05-0005-05

0 引言

對於自然界中各種形態的物質,按照原子的堆垛方式進行分類,可將這些物質分為兩大類,一類稱為有序結構組成的物質,另一類稱為無序結構的物質。晶體的原子結構堆垛為典型的長程有序結構,而氣體、液體和諸如非晶態固體的原子堆垛都屬於長程無序、短程有序結構,氣體相當於物質的稀釋態,液體和非晶固體相當於凝聚態。

非晶合金屬於典型非晶態固體,相對於傳統的晶體金屬或合金來說,其具有長程無序、短程有序(或是中程有序)的結構特點。正是這種獨特結構的尋在,才能使非晶體表現出更好得優異的物理和化學效能。而非晶合金的原子進行排列是因為存在脆性的類似於氧化玻璃的特點,因此又被稱為金屬玻璃。

非晶合金機構內部因為沒有晶界、層錯等缺陷,因此具有驚人的抗腐蝕效能,不存在偏析及異相等結構。從熱力學上講,非晶合金是一種亞穩態結構,它的原子結構呈現出長程無序排列,有序性被嚴格限制在幾個原子的尺寸範圍內,非晶合金在一定的熱力學條件下將轉變為能量更低的晶態結構。非晶材料這些特殊性質決定了其效能與晶體金屬有很大差異,具有高硬度、高強度、高電阻、耐蝕及耐磨等特有的優異效能。

非晶態合金的製備需要足夠高的冷卻速度,這樣的方式避免熔體冷凝過程中發生結晶過程(形核和生長),當冷至某一溫度以下時,其內部原子被凍結成液態時的結構。因此,我們可以從理論上看出,任何物質在冷卻速度較快的情況下,液體原子就來不及整齊排列,在混亂的狀態下就被儲存下來,以此形成非晶特有的結構。

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