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.iuu .iuu 非晶合金材料 非晶合金的发展历史 1960年Duwez等人采用Au-Si合金首次制备非晶相 二元非晶系合金一般是由过渡族金属或贵金属和玻璃化非金属或类金属组成如Fe、Ni、Co等和B、Si、C、P等，玻璃化元素原子百分比为15-30％ 主要的非晶合金系有： 贵金属基、铁基、钴基、镍基、钛基、锆基、铌基、钼基镧系金属基、铝基、镁基合金等 .......... * 非铁类金属基合金系 年代 铁类金属基合金系 年代 Mg-Ln-M(Ln镧系；Ni,Cu,Zn) 1988 Pd-Ni-Fe-P 1997 Ln-Ga-TM(Ⅵ-Ⅷ族过渡金属) 1990 Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge) 1995 Zr-Al-TM 1993 Fe-(Nb,Mo)-(Al,Ga)-(P,C,B,Si) 1995 Zr-Ti-TM-Be 1995 Fe-(Zr,Hf,Nb)-B 1996 Pd-Cu-Ni-P 1996 Co-Zr,Hf,Nb)-B 1996 Pd-Cu-B-Si 1996 Ni-Zr,Hf,Nb)-B 1996 下表为典型块状非晶合金及其开发年代 .......... * 质点在三维空间排列没有规律性， 即远程无序， 不排除局部区域可能存在规则排列， 即近程有序 质点在三维空间作有规则的排列， 即远程有序 非晶态材料的结构特性 .......... * 图1 气体、熔体、玻璃和晶体的X射线衍射图 .......... * 晶体：有序结构，当晶面满足布拉维衍射条件时，便会在特征角度出现尖锐的衍射峰 气体：完全无序的结构，因而出现散射现象 玻璃和熔体结构： 存在相似性 介于有序和无序之间的一种状态，衍射图谱呈弥散状衍射峰 近程有序、远程无序 在局部区域质点排列形式与晶体相似，但这种局部有规则排列区域是高度分散的 .......... * 非晶态材料的亚稳定性 亚稳态是指该状态下系统的自由能比平衡态高，有向平衡态（晶态）转变的趋势。 如何形成亚稳态（形成原因） 非晶材料在制备过程中，因熔体急冷使体系粘度急剧增大，质点来不及作远程有序排列而玻璃化，其释放的能量较结晶潜热小，即非晶与晶体相比含有过剩的能量。 .......... * 从热力学观点看，非晶态是能量的亚稳状态，应具有自发放热和结晶的内在条件。而常温下材料的粘度非常大，以致动力学条件不足，阻碍了转化的进行。 当温度升高时，必然有向低能量转化的趋势，产生晶化。 .......... * 非晶态的形成 抑制熔体中的形核和长大，保持液态结构 使非晶态亚稳结构在一定温度范围内保持稳定，不向晶态转化 在晶态固体中引入或造成无序，使晶态转变为非晶态 非晶形成能力及主要参数 .......... * 非晶的主要参数： Rc：非晶形成临界冷却速度 tmax ：非晶形成临界厚度 玻璃转变温度 Tg和熔点 Tm， Tg/Tm ：约化玻璃转变温度 结晶温度 Tx ΔTx=Tx-Tg ：过冷液体温度区间 不同成分非晶态金属临界冷却速度在102-107K/s间变化，多数非晶态合金在105-106K/s的冷却速度下制得 .......... * .......... * 非晶形成能力： 1990年前发现的Fe基、Co基、Ni基非晶合金的临界冷却速度Rc大于105K/s，厚度tmax限制在50μm以下， 而Pd-Ni-P和Pt-Ni-P 的Rc 在103K/s 数量级，熔体未经净化处理条件下tmax为1-3mm 近年Mg、Ln、Zr、Fe、Pd、Co基合金系中发现了新的多元非晶合金Rc 低至10-1K/s ，最大试样厚度达到72mm .......... * 经验原则 随着约化玻璃转变温度Tg/Tm的提高，非晶形成能力有明显提高趋势，具有较低临界冷却速度Rc和较大临界厚度tmax的合金，Tg/Tm的值超过0.6 随着过冷液体温度区间ΔTx的提高， Rc降低而临界厚度tmax增大 Zr-Al-Ni-P和Pd-Cu-Ni-P非晶合金的ΔTx的值超过100K .......... * .......... * Zr-Al-Ni-P和Pd-Cu-Ni-P非晶合金的ΔTx的值超过100K .......... * .......... * .......... .......... .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iuu .iu