非晶合金的应用

非晶合金又称金属玻璃,是一种长程无序的金属固体,通常是通过快速冷却金属熔体而获得,最早是由美国的Duwez教授于1960年发明。非晶态合金的原子呈无序排列,因而不存在晶态合金中的空位、位错、晶界及层错等缺陷,这一特性使其不仅具有优异的耐腐蚀性、高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳     

铁基软磁非晶合金和块状金属玻璃的研究进展

为了研发新型软磁材料,铁基非晶合金带材、铁基块状金属玻璃和铁基纳米晶材料等非晶态合金材料被给予了深度关注和广泛研究。近些年,人们在铁基非晶态合金材料中获得了高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和低铁芯损耗,使之展现出优越的软磁性能,并且已经有商业化成果问世。介绍了铁基软磁非晶合金和块状金属玻璃的发展概况、归纳了一些最新的研究成果,并展望了其发展趋势。     

磁控共溅产生的二元合金非晶化

金属玻璃~([1]),亦称非晶态合金,有着优良的物理性质,包括接近理论值的高强度,高硬度,高延性,耐腐蚀性以及不随温度变化的高电阻率。此外,磁性金属玻璃有很低的磁损耗和高的导磁率。这些综合性的优点使金属玻璃得到了极为广泛的应用。产生非晶态金属有各种方法,其中有几种是以熔体骤冷(快速淬火)为基础的,如熔体喷纺和快脉冲激光辐照都是熔体骤冷技术的例子。最近5年,一个新的方法——离子束混合形     

块状金属玻璃形成能力的研究与进展

大尺寸块状非晶合金的制备和形成能力的表征是目前非晶态合金研究的热点.介绍了科研人员在Inoue经验理论的指导下发现的判定块状金属玻璃形成能力的方法:①用合金摩尔熔化热判定金属玻璃形成能力;②由液相稳定性和抗晶化能力判定金属玻璃形成能力;③由于物理参数研究金属玻璃形成能力.探讨了热力学、动力学和合金液体微观结构3个因素对金属玻璃形成能力的影响.最后指出,块状金属玻璃形成能力的研究是一个比较复杂的问题,应该在积累更多经验的同时致力于研究出一套严谨的理论.     

高熵合金应用于异种金属焊接的研究现状及发展趋势

近年来,基于国内外对降低能耗的需求,"轻量化"在制造工业中受到广泛的重视.异种金属焊接可以综合发挥不同材料的性能优势,成为实现"轻量化"的有效途径.然而,在多数异种金属连接接头处会形成硬而脆的金属间化合物(IMC),严重降低焊接接头的强度和韧性.高熵合金兼具高熵效应与迟滞扩散效应,使其具有作为中间层材料或者钎料应用于异种金属连接以改善IMC带来的问题的巨大潜力.本文综述了近年来将高熵合金作为异种金属焊接中间层材料/钎料的相关探索性研究,重点关注高熵合金对焊接界面IMC的产生、微观组织和焊接接头力学性能的影响.综合分析相关研究,结合分析作为金属基复合材料增强体以及与铝合金、钢和钛合金等传统材料的异种金属焊接时所产生的高熵合金/传统金属界面组织特征,指出高熵合金确有作为中间层材料/钎料应用于不同类型异种金属焊接的潜力.为了推进高熵合金在这一方向上的应用,需要开展更加系统和深入的机理性研究以揭示高熵合金改善界面组织的机理,并针对不同异种金属体系优化出高熵合金中间层材料/钎料成分;此外,有必要开展"放大"研究以模拟实际工况下的作用效果.     

金属间化合物与大块玻璃合金的形成

综述了大块玻璃合金液态结构,结晶动力学行为,玻璃态形成机制以及其与金属间化合的关系,应用二元合金液态结构的理论模型,分析与推测,分析与推测大块玻璃合金的液相结构,解释了大块玻璃合金的特殊热力学性质和大块玻璃态形成机制,介绍了Ｚｒ基大块玻璃合金的一些研究结果。     

Mg-Cu-Y基大块金属玻璃的研究进展

综述了近几年来Mg-Cu-Y基大块金属玻璃在玻璃形成能力和性能上的研究进展,阐述了各种合金化元素对提高玻璃形成能力和性能的作用机理,并提出了Mg-Cu-Y基多元非晶合金成分的选择依据.最后分析了Mg基大块金属玻璃目前存在的问题,并就以后Mg基非晶合金的发展动向进行了展望.     

非晶形金属及合金展望

非晶形金属及合金作为一类材料早已为人们所认识。早在本世纪60年代和70年代就发展起来的从熔体直接淬火得到非晶形合金(也称金属玻璃)的方法,极大地提高了人们想实用的兴趣。目前已在铁、镍、钴、铜、铂、锆和一系列合金的基础上,开发出了多种非晶形金属及合金。得到金属玻璃的主要条件是将液态金属     

化学键参数和原子半径差与BMG合金的GFA关系

综合大块金属玻璃(BMG)的研究成果,用加权平均原则计算大块金属玻璃的原子半径差比率Δd、原子电负性差比率Δe以及离子率v三个物理参数,以大块金属玻璃的玻璃形成的临界冷却速度Rc作为合金非晶形成能力(GFA)的参数,用Origin 软件分别对上述三个物理参量与Rc的关系进行统计处理时发现: Δd,Δe,及v与BMG的GFA的关系出现极小值现象,不同合金体系极小值的位置不同;玻璃形成能力强的合金体系,其各个组元的原子百分含量、组元原子之间的半径差以及电负性差三者之间的搭配是和谐的.金属玻璃合金的最优成分范围以及各种添加元素的最佳添加量现象可能与这三个物理参量与Rc之间的极小值现象有关.     

Ti66.7Ni20Cu13.3非晶复合材料的组织和力学性能研究

选择具有非晶形成能力和形状记忆效应的Ti66.7Ni20Cu13.3合金作为研究对象,制备了不同直径的棒状试样,考察了冷却速率对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明,块体金属玻璃基体中原位析出塑性相-形状记忆合金过冷奥氏体相B2-TiNi,应力加载时能够发生马氏体相变对玻璃基体增强增韧。而在一定冷却速率下,塑性相和脆性金属间化合物相在非晶基体中同时析出,试样最终断裂方式取决于马氏体相和脆性相力学行为的竞争。     

Zr浓度及热处理对Zr-Cu-Al块体金属玻璃断裂韧性的影响

块体金属玻璃的拉伸、压缩强度很高,大约在1～5 GPa.它没有晶体合金那样的晶界,因而一般具有高的耐蚀性,有望用做高强度机械的结构材料.     

合金元素对激光熔覆高熵合金涂层硬度影响的研究进展

激光熔覆技术采用高能量密度的激光作为工艺的能量来源,能够对工件表面进行改性和修复,显著地改善了基体的表面力学性能,从而有效地延长了产品的生命周期。激光熔覆是制备高熵合金的典型工艺之一,采用该技术并且添加合适的合金元素可以制备具备卓越性能的高熵合金涂层。为清晰地阐明加入元素后增强激光熔覆高熵合金涂层硬度的作用机制,首先综述了目前国内外在激光熔覆过程中加入常见元素所制备的高熵合金涂层硬度性能的研究现状,其中高熵合金有特殊的“4种效应”,对金属间化合物有促进作用,其内部微观结构一般为FCC、BCC或者HCP等固溶相,通常通过固溶强化、沉淀强化和分散强化来强化,并且激光熔覆法会使高熵合金涂层快速冷却,从而显著改善合金的力学性能。其次,分析了金属与非金属两大类元素对激光熔覆制备高熵合金涂层硬度强化的机理,总结了金属元素与非金属元素的添加对高熵合金涂层硬度的影响规律。最后,针对激光熔覆制备高熵合金涂层硬度性能的改进,总结出了有效的方法,并对其未来发展进行了展望。研究结果揭示了激光熔覆高熵合金涂层硬度强化的理论基础,为该领域的进一步发展提供了理论依据。     

日本对金属玻璃批量生产进行重点攻关

日本将建立由产业界、学术界和政府部门组成的所谓产学官合作攻关小组,在从明年起的5年时间内投资100亿日元,重点开发金属玻璃批量生产的途径。 金属玻璃是由铁、铝、钛、铜这4种元素组成的具有非晶态即玻璃结构的合金,所以又称玻璃合金。它的强度是钢材的两倍,耐腐蚀性能可以达到钢材的3倍以上。金属玻璃具有很多优点,应用潜力很大,但目前的制造工艺成本高昂,难以批量生产。所以,金属玻璃现在仅用作高尔夫球杆等部分体育用品的材料,尚未能在工业生产中普遍使用。 日本经济产业省的官员说,如果能实现批量生产,那么金属玻璃将可以在制造微型机械、燃料电池隔板、光通信接线柱、人造牙根、飞机零部件、汽车阀门簧等方面得到广泛的应用。为此,由经济产业省牵头,日本国立     

利用界面设计制造巨型金属玻璃

开发具有优良性能的材料一直是人类不懈的追求.如果将尺寸放大到与传统金属相当的水平,金属玻璃将是一种理想的金属材料.为了应对这一挑战,在过去的几十年中,研究学者们已经尝试了多种方法,包括基于热力学的合金开发、3D打印以及基于人工智能学习的合金优化设计新理念.本文提出了一种简便、灵活的界面设计理念来制造直径大于100 mm的巨型金属玻璃(GMG),通过该方法制造的巨型金属玻璃性能几乎与铸态样品相同.此外,利用该方法可制造复杂三维结构.本文提出的方法为克服合金系统中长期存在的玻璃形成能力(GFA)限制的问题,制造大尺寸、复杂结构金属玻璃开辟了新的思路和途径.     

热铟封技术中多层金属薄膜的研究

在像增强器制备过程中,转移阴极—铟封技术使器件设计更加自由,并能提高器件的增益及时间、空间分辨率。相对于冷压铟封,热铟封技术更加简单实用,设备造价低,因此,在真空光电器件制备领域有着广泛的应用前景。但是,热铟封技术在保证器件气密性方面仍需进一步改善。本文采用真空蒸镀方式,在玻璃上制备了多层金属薄膜,以提高In-Sn合金与玻璃的润湿性能。采用座滴法比较了合金在玻璃及五种膜层结构表面的润湿及铺展性能。利用JSM-6700F型场发射电子扫描显微镜分析了润湿界面特性。结果表明:In-Sn合金与玻璃的润湿性能差,且在封接界面处容易产生孔洞;In-Sn合金在膜层结构玻璃/Cr/Cu和玻璃/Cr/Ni/Cu/Ag上表现出良好的铺展性和润湿性,在封接界面处,合金与薄膜表层结合致密,无缝隙或孔洞出现;器件铟封实验表明,采用膜层结构玻璃/Cr/Ni/Cu/Ag,热铟封制管成品率高,气密性良好。     

世界强度最高镁基金属玻璃在金属所研制成功

最近,中科院金属所徐坚研究员导的研究组研制出目前世界上强度高和具有强玻璃形成能力的镁合,这一研究进展使我国在此领域跃国际先进水平,对推动镁基金属玻作为新一类轻质高强度材料的应用有重要意义。与多晶体金属材料相比,非晶态亦称玻璃态)结构的金属材料具有高度、耐腐蚀等优异性能。发展低成、高性能、易于铸造成大尺寸块体非有钴活制材料的新型合金是始终是各国学者孜孜以求的目标,同时也是拥有材料最终实用化知识产权的关键。20世纪90年代初,日本科学家首先发现“镁-铜-钇”三元合金可采用铜模浇铸形成直径4mm的金属玻璃圆棒。2000年…     

形似塑料的非晶态金属合金

非晶态金属由于缺乏长程排序和相关晶界，具有许多非凡的特性，如超高强度、改进的抗蚀性能以及引人注目的磁性能。金属玻璃，即非晶态金属，其实是凝固的液体，具有非晶态的原子结构，在凝固过程中跨越了结晶这一过程。这些独特有趣的金属可以看作是另类崭新的材料。具有非晶态原子结构和成分的这类合金强度高，且处理恰当的话，可以像塑料一样进行加工。良好的性能和易加工性，为高强合金的加工和利用展示了一个新的空间。本文概述了液态金属合金的非晶金属技术，探讨了它的开发潜力。     

ZrTiCoAl块体金属玻璃及其力学性能

摘要利用“三维成分逐点优化法”在Zr-Ti-Co-Al四元合金中发现了具高玻璃形成能力的Zr55Ti2C02sAl15合金，形成块体金属玻璃（BMG）棒材的临界直径可达到8mm。相对于无Ti的Zr56C028Al16三元BMG，Zr55Ti2C028Al15四元BMG的玻璃转变温度疋降低约9K，但其杨氏模量E、剪切模量...     

中科院金属所研制出世界上玻璃形成能力最强的镁合金

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室，在国家自然科学基金和“中国科学院沈阳界面材料中心”的资助下，与美国约翰霍普金斯大学、新加坡国立大学合作研究出世界上玻璃形成能力最强的镁合金（一种镁、铜、银、钆四元合金），铜模浇铸的金属玻璃圆棒直径可达到25mm，断裂强度约1000MPa。在现已发现的块体金属玻璃形成合金中，     

新颖的低超声衰减的非晶态合金

非晶态合金又称无定形金属或金属玻璃,是一种七十年代后期迅速发展起来的新材料。它是由液态金属经极急剧冷却(冷却速度达105一106℃/秒)而成,由于冷却速度极快,因而金属不能及时结晶而成为非结晶态合金。与一般结晶态合金相比,非晶态合金没有普通晶态合金那样的晶格缺陷,没有晶界、位错、积层等现象,其化学成分均匀性也最高。因而,这种合金在机械、电气、磁性及耐腐蚀性等方面,都具有一些特异的优良性能。目前,对非晶态合金的理论研究、制造技术及应用等方面都非常活跃,国内在最近几年也有好些研究单位开展这方面的研究工作,并取得了一些可…