下面就和大家一起來了解下上面所提到的非晶態(tài)金屬。
視頻:什么是非晶態(tài)金屬(金屬玻璃)
非晶態(tài)金屬是指在原子尺度上結(jié)構(gòu)無序的一種金屬材料。大部分金屬材料具有很高的有序結(jié)構(gòu),原子呈現(xiàn)周期性排列(晶體),表現(xiàn)為平移對稱性,或者是旋轉(zhuǎn)對稱,鏡面對稱,角對稱(準晶體)等。而與此相反,非晶態(tài)金屬不具有任何的長程有序結(jié)構(gòu),但具有短程有序和中程有序(中程有序正在研究中)。一般地,具有這種無序結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)金屬可以從其液體狀態(tài)直接冷卻得到,故又稱為“玻璃態(tài)”,所以非晶態(tài)金屬又稱為“金屬玻璃”或“玻璃態(tài)金屬”。 非晶態(tài)金屬的制備方法 液相驟冷法 熔融金屬通過急冷凝固(105-108K/s)形成非晶粉末、絲、條帶。對于金屬材料來說,通常情況下,當金屬或合金從液體凝固成固體(例如鋼水凝固成鋼錠)時,原子總是從液體的混亂排列轉(zhuǎn)變成固體的整齊排列,即成為晶體.因為只有這樣,其結(jié)構(gòu)才***穩(wěn)定.但是,如果金屬或合金的凝固速度非???例如以10 "C/s的冷卻速率將鐵一硼合金熔體凝固),原子來不及整齊排列便被凍結(jié)住了,***終的原子排列方式類似于液體,是混亂的,這就是非晶合金.從理論上說,任何物質(zhì)只要它的液體冷卻速率足夠快,原子來不及整齊排列就凝固,那么原子在液態(tài)時混亂排列并迅速凍結(jié),就可以形成非晶。 氣相沉積法 氣相沉積法是通過加熱、濺射等各種手段使金屬先變成原子、分子、離子或原子團狀態(tài),然后沉積到基板上,形成非晶態(tài)金屬。此法是從制作非晶態(tài)金屬磁性薄膜而發(fā)展起來的。目前,制造薄膜、超微粉、多層膜以及人造晶格膜經(jīng)常運用氣相沉積法。此法大體上可以分為兩大類:一類是物理氣相沉積法,包括真空蒸鍍法、濺射法、離子束法、ICB(1ion cluster beam)法等;另一類是化學氣相沉積法,包括熱CVD法、光CVD法和等離子體CVD法. 化學溶液反應(yīng)法 化學溶液反應(yīng)法包括電解鍍膜法和無電解鍍膜法。電解鍍膜法是早已為人們所知的非晶態(tài)金屬薄膜制作法,是通過加入電流使金屬離子直接還原析出在電極上,其***大特點是簡單,能大面積形成非晶態(tài)金屬薄膜,在材料的防腐等領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。無電解鍍膜法是不加電流,而在溶液中加入一些還原劑,靠其化學反應(yīng)在基板上析出形成薄膜。 固相反應(yīng)法 固相反應(yīng)法大體上可以分為四大類。 ***類是利用電子線、放射線等的照射使金屬非晶化; 第二類是將兩種金屬作成間隔為數(shù)mm的多層膜,然后在高真空中加熱到數(shù)百度,靠加熱反應(yīng)形成非晶態(tài)金屬; 第三類是讓AB,AB2和AB3型金屬間化合物在常溫或常溫以上的高溫中吸收氫氣,在金屬與氫氣反應(yīng)中形成非晶態(tài)金屬。 第四類是機械合金化法(mechanical alloying,簡稱MA法)。這種方法是將數(shù)種金屬粉末混在一起,靠球磨碰撞等機械能量使金屬粉末局部破壞、壓擠,在微觀上混合化、合金化和微粒化,通過局部加熱和擴散反應(yīng),獲得非晶態(tài)金屬粉末。 非晶態(tài)金屬(金屬玻璃)的特點: 兼有金屬和玻璃各自優(yōu)點,并克服了各自弊病: 1) 玻璃易碎,沒有延展性;但強度硬度高,耐腐蝕; 2) 金屬韌性好,有延展性;但硬度低,不耐腐蝕; 1) 強度高于普通鋼,硬度大于多數(shù)工具鋼; 2) 同時還具有一定的韌性。 非晶態(tài)金屬應(yīng)用實例: 非晶合金防盜鎖扣 非晶合金外殼的Vertu手機
非晶態(tài)金屬微觀組織
變壓器使用的非晶鐵芯
非晶高爾夫球桿