上传时间：2021-01-25
发布来源：江苏混沌新材料科技有限公司
当然，解决晶体、非晶体的问题还远远不够。因为要谈非晶合金，我们还会遇到非晶体、玻璃、非晶合金、金属玻璃、氧化物玻璃、高分子玻璃、液态金属……是不是给这些术语给跪了？
他们之间有区别也有联系。在区分他们之前，先要介绍一下非晶的制备原理，之后，你便会很轻松的区分这些繁杂的术语。
“玻璃”一般是特指熔体快速冷却得到的非晶体（换句话说，得到非晶体的方法可不止一种哦！还有气相沉积、机械合金化、激光制备等等）。这里所说的玻璃可千万不要和窗户玻璃对等哦，它的含义可比我们日常生活中看到的窗户玻璃可要广多了。而金属玻璃，则是由合金熔体经过快速冷却的方式制备得来，一类特殊的玻璃。
当然，今天的主角很任性，它有很多名字，比较常见的名字有三个：非晶合金、金属玻璃、液态金属。严格起来，这三个名字还是有一些不同的哦。
前面说到，玻璃是非晶的一种，那么金属玻璃就是非晶合金的一种（谁叫非晶的涵义比玻璃广呢）。
不过要注意的是，像Hg、Ga之类的低熔点金属，也被称之为液态金属。他们说的液态，是指宏观形状是液体的金属。这一类的液态金属比较符合大众认知。
如果继续细分开来，液态金属和金属玻璃也是两个不同的概念。玻璃的凝固过程中需要经历一个过冷液相区，即玻璃化转变温度与晶化温度这一温度区间，熔体结构在该温度范围内被迅速冻结，形成了最终的玻璃。而液态金属则是从液态结构直接冻结而来，所以，内部原子必然会有细微的区别。
是不是经过我这一番描述，大家是不是对非晶合金、金属玻璃、液态金属的区别有了一些认识。
但是，实际研究中，学者们对非晶合金、金属玻璃以及液态金属常常并不加以细究！天哪！我的介绍还真是“然卵用”。
说完它的非晶合金的名字，下面再来说说他的体系和制备方法。
在非晶合金的开发方面，目前已在包括Pd、Pt、Au、Mg、Ca、Zr、Ti、Hf、Cu、Fe、Co、Ni、和稀土（如La、Nd、Ce）基等在内的数十种合金体系。目前非晶合金一共有非晶薄带、非晶粉末、块体非晶这几种形式，它们的制备方法可以简单归纳为：
非晶合金的性能和用途
材料冶金中的圣经，非《Physical Metallurgy》莫属，该书最新版本将之前的“METASTABLE STATES OF ALLOYS”一章，进行了改编，内容依然由非晶领域的先驱者，英国剑桥大学教授A. L. Greer执笔，但题目已变为“METALLIC GLASSES”（金属玻璃）。纵观近五十年的非晶研究历史，已有已经有4 位科学家因从事和非晶相关的工作而获得诺贝尔奖，他们是：P. W. Anderson，N. F. Mott，P. J.Flory和高锟。非晶业内把这种新材料的出现，称之为冶金学和材料学的一次革命。
且不论是不是革命，非晶合金必然有几把刷子。
首先，相比于晶态材料，非晶合金不存在位错、层错、晶界等缺陷，因此，这类合金表现出特殊的力学性能，如极高的断裂强度和硬度：Ni-Ta基块体非晶合金的断裂强度超过3.0 GPa，而Co基的断裂强度更是高达5185 MPa；某些Fe基的维氏硬度（Hv）可达12.53 GPa。Co基非晶合金的强度高达到创纪录的6.0 GPa！
而且，它的弹性极限远高于晶态合金，通常为2%。所以非晶合金的弹跳性非常好！拿到了材料人赠送的非晶戒指的同学可以试一试往桌子上扔一扔，蹦跶个半米高完全没问题。但是，室温拉伸塑性变形能力的缺乏，限制了它们作为结构材料的应用。为提高金属玻璃的拉伸塑性，学者们也不断努力。北京科技大学吕昭平教授课题组所开发具有相变诱导塑性的非晶合金复合材料将其拉伸塑性提升至7%，这一重大研究发现为非晶合金作为工程材料应用提供了可能，相关结果已发表在《Adv. Mater.》上。
它比晶态合金更具有较强的局部耐蚀性能。例如，Zr基非晶合金的耐腐蚀性是不锈钢的100倍，在Ni-Ta基块体非晶合金与316L不锈钢的耐腐性比较中发现，在1mol/L HCl溶液中，Ni60Ta15Ti20Zr5和Ni48Ta15Ti20Zr5Co7Cu5耐腐蚀性皆优于SUS316L不锈钢。
好了，不掉书袋了，我们还是看看现在非晶合金都在哪用到了。
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