1、非晶态合金的性能与应用非晶态合金的性能与应用非晶态合金的性能非晶态合金的性能 非晶中非晶中原子有较强的键合原子有较强的键合，特别是金属，特别是金属-类金属非晶类金属非晶中原子键合比一般晶态合金强得多；中原子键合比一般晶态合金强得多；非晶合金中原子排列长程无序，缺乏周期性，非晶合金中原子排列长程无序，缺乏周期性，合金合金受力时不会产生滑移受力时不会产生滑移。非晶合金具有很高的强度、硬度和较高的刚度，是非晶合金具有很高的强度、硬度和较高的刚度，是强度最高的实用材料之一。强度最高的实用材料之一。强度、硬度和刚度强度、硬度和刚度高强度非晶材料高强度非晶材料金属玻璃的强度、硬度和弹性模量金属玻璃的强度、
2、硬度和弹性模量合金合金屈服强度屈服强度/GPa断裂强度断裂强度/GPa硬度硬度Hv/MPa弹性模量弹性模量/GPaNi36Fe32Cr14P12B62.73/8.63141Ni40Fe20P14B4Si22.352.387.77129Fe80P16C1B12.44/8.19135Fe80Si10B102.91/8.13158Fe80P13C72.303.047.45122Fe80B203.63/10.79166Co77.5Si12.5B103.58/11.2190Ni60Nb401.93/8.82125Cu50Zr501.80/5.6883.5 一些非晶合金的强度甚至超过了高强度马氏体时一些非
3、晶合金的强度甚至超过了高强度马氏体时效钢效钢(s约约2GPa)，强度最高的，强度最高的Fe80B20的屈服强度的屈服强度与经过冷拉的钢丝差不多。与经过冷拉的钢丝差不多。金属玻璃具有很好的室温强度和硬度的同时，也金属玻璃具有很好的室温强度和硬度的同时，也具有很好的耐磨性能，具有很好的耐磨性能，在相同的试验条件下磨损在相同的试验条件下磨损速度与速度与WCrCo耐磨合金差不多。耐磨合金差不多。韧性和延性韧性和延性 非晶合金不仅具有很高的强非晶合金不仅具有很高的强度和硬度，与脆性的无机玻度和硬度，与脆性的无机玻璃截然不同，还具有很好的璃截然不同，还具有很好的韧性，并且在一定的受力条韧性，并且在一定的受
4、力条件下还具有较好的延性。件下还具有较好的延性。Fe80B20非晶合金的断裂韧性非晶合金的断裂韧性可达可达12MPa.m-1/2，这比强度，这比强度相近的其它材料的韧性高得相近的其它材料的韧性高得多，比石英玻璃的断裂韧性多，比石英玻璃的断裂韧性约高二个数量级。约高二个数量级。柔韧的非晶柔韧的非晶 材料在一定温度范围内，弹性模量随温度的变化材料在一定温度范围内，弹性模量随温度的变化极小。许多非晶极小。许多非晶态铁基合金由于大的自发体积磁致态铁基合金由于大的自发体积磁致伸缩导致其弹性模量的变化，形成伸缩导致其弹性模量的变化，形成E效应，即艾效应，即艾林瓦特性。使其在室温附近，弹性模量和剪切弹性林瓦
5、特性。使其在室温附近，弹性模量和剪切弹性模量不随温度而变化。模量不随温度而变化。艾林瓦艾林瓦(Elinvar)特性特性 弹性模量和温度的关系弹性模量和温度的关系右图是弹性模量和温度的关系右图是弹性模量和温度的关系图，可以看出，图，可以看出，Fe79B21、Fe80B20、Fe82B18、Fe83B17、Fe85B15、Fe86B14合金在合金在Tc温度下，温度下，E几乎不随温度变化，硼摩尔分几乎不随温度变化，硼摩尔分数为数为1518的合金，的合金，E的的温度系数几乎为零。温度系数几乎为零。由于非晶合金的亚稳性质，由于非晶合金的亚稳性质，其弹性模量其弹性模量EE0-ET随时随时间不断下降，相当长
6、时间后达间不断下降，相当长时间后达到稳定到稳定(未老化未老化)。金属玻璃的塑性与外力方向有关，金属玻璃的塑性与外力方向有关，处于压缩、剪处于压缩、剪切、弯曲状态时，金属玻璃具有很好的延性，切、弯曲状态时，金属玻璃具有很好的延性，非非晶合金的压缩延伸率可达晶合金的压缩延伸率可达40，轧制时压下率为，轧制时压下率为50以上也不会产生断裂，薄带对弯至以上也不会产生断裂，薄带对弯至180度一般度一般也不会断裂。也不会断裂。金属玻璃在拉伸应力条件下的延伸率很低，金属玻璃在拉伸应力条件下的延伸率很低，一般一般只有约只有约0.1%。非晶合金的弹性模量比晶态合金略低。非晶合金的弹性模量比晶态合金略低。非晶合金
7、在外力作用下应变不均勾，受疲劳应力非晶合金在外力作用下应变不均勾，受疲劳应力作用时疲劳裂纹容易形核，作用时疲劳裂纹容易形核，疲劳寿命较低疲劳寿命较低。非晶是一种短程有序密排结构，与长程有序的晶态非晶是一种短程有序密排结构，与长程有序的晶态密排结构相比，密排结构相比，非晶合金的密度一般比成分相近的非晶合金的密度一般比成分相近的晶态合金低晶态合金低1-2。Fe88B12合金在晶态时密度为合金在晶态时密度为7.52g/cm3，在非晶态时密度为，在非晶态时密度为7.45g/cm3。非晶合金具有很高强度、硬度、耐磨性能和韧性，非晶合金具有很高强度、硬度、耐磨性能和韧性，在弯曲、压缩状态时有很好的延性，但
8、拉伸延性、在弯曲、压缩状态时有很好的延性，但拉伸延性、疲劳强度很低，所以疲劳强度很低，所以一般不能单独用作结构材料一般不能单独用作结构材料。许多成分的金属玻璃经适当晶化处理后，综合力学许多成分的金属玻璃经适当晶化处理后，综合力学性能会有很大提高。性能会有很大提高。密度密度热学性能热学性能 非晶态合金处于亚稳态，是温度敏感材料。非晶态合金处于亚稳态，是温度敏感材料。如果材料的晶化温度较低，非晶态合金更不稳定如果材料的晶化温度较低，非晶态合金更不稳定，有些甚至在室温时就会发生转变。，有些甚至在室温时就会发生转变。非晶的热处理非晶的热处理（因瓦（因瓦(Invar)效应）效应）金属玻璃在相当宽的温度范
9、围内，都显示出金属玻璃在相当宽的温度范围内，都显示出很低的热膨胀系数，很低的热膨胀系数，并且经过适当的热处理，还可进一步降并且经过适当的热处理，还可进一步降低非晶合金在室温下的热膨胀系数。低非晶合金在室温下的热膨胀系数。非晶合金非晶合金-195-100-100-00-5050-100100-200200-300Fe72Co18Zr10(3001慢冷慢冷)3.20.120.120.120.120.12Fe72Ni18Zr10(急冷状态急冷状态)8.00.10-0.15-0.15-0.15-0.25Fe68Co17V5Zr10(急冷状态急冷状态)4.80.11000-1.1几种非晶合金的热膨胀系数
10、几种非晶合金的热膨胀系数(10-6/)电学性能电学性能 非晶具有长程无序结构，在金属非晶具有长程无序结构，在金属-类金属非晶合金中类金属非晶合金中含有较多的类金属元素，对电子有较强的散射。含有较多的类金属元素，对电子有较强的散射。非晶合金一般具有较高的电阻率，非晶合金一般具有较高的电阻率，是相同成分晶态是相同成分晶态合金电阻率的合金电阻率的2-3倍，电阻温度系数比晶态合金小。倍，电阻温度系数比晶态合金小。合金合金电阻率电阻率(.cm)电阻温度系数电阻温度系数(10-6/K)晶态晶态Cu1.724330Cu55Ni4549.0Ni80Cr2010370非晶态非晶态Cu77Ag8P15136-12
11、0Ni68Si15B171520Cu0.6Zr0.4350-90某些晶态及非晶态合金的电阻率和电阻温度系数某些晶态及非晶态合金的电阻率和电阻温度系数 许多非晶许多非晶(如如Nb-Si，Mo-Si-B、Ti-Nb-Si、W-Si-B等等)在低于临界转变温度时还具有超导性能。在低于临界转变温度时还具有超导性能。在非晶中形成弥散的第二相也可使临界温度、电在非晶中形成弥散的第二相也可使临界温度、电流密度等超导性能得到提高。流密度等超导性能得到提高。Zr65Nb15B20非晶合金经适当退火产生部分晶化，非晶合金经适当退火产生部分晶化，在基体上形成许多微小晶粒，合金超导临界温度在基体上形成许多微小晶粒，合
12、金超导临界温度提高提高2倍。倍。具有超导性能的非晶合金可制成具有良好力学性具有超导性能的非晶合金可制成具有良好力学性能的薄带，为开展超导研究和应用研究提供有利能的薄带，为开展超导研究和应用研究提供有利条件条件。磁学性能磁学性能 部分非晶合金具有良好的铁磁性能部分非晶合金具有良好的铁磁性能。非晶合金中没有晶界，一般也没有沉淀相粒子等障非晶合金中没有晶界，一般也没有沉淀相粒子等障碍对磁畴壁的钉扎，所以碍对磁畴壁的钉扎，所以非晶合金很容易磁化，矫非晶合金很容易磁化，矫顽力极低。顽力极低。金属玻璃经部分晶化后产生的极细晶粒可作为磁畴金属玻璃经部分晶化后产生的极细晶粒可作为磁畴壁非均匀形核媒质，细化磁畴
13、，获得比晶态软磁合壁非均匀形核媒质，细化磁畴，获得比晶态软磁合分更好的高频分更好的高频(100kHz)软磁性能。软磁性能。某些铁基非晶合金某些铁基非晶合金(例如例如Co-Fe-B-Si)在很大频率范围在很大频率范围内都具有很高的磁导率。内都具有很高的磁导率。某些非晶态合金的软磁特性某些非晶态合金的软磁特性合金合金处理条件处理条件矫顽力矫顽力(A/m)最大最大磁导率磁导率剩磁剩磁(T)磁致伸缩磁致伸缩系数系数Fe80B20磁场退火磁场退火3.1832.01041.23Fe40Ni40P14B6去应力退火去应力退火0.6487.51040.70Fe80P13C7磁场退火磁场退火1.4318.010
14、41.3Fe4.7Co70.3Si15B10熔体急冷熔体急冷1.0418.11040.23-0.110-6Co75Si15B10熔体急冷熔体急冷2.393.01040.2-310-6 一些非晶永磁合金在经部分晶化处理后永磁性能一些非晶永磁合金在经部分晶化处理后永磁性能会产生很大提高。会产生很大提高。许多铁基稀土非晶合金晶化后，矫顽力可增加许多铁基稀土非晶合金晶化后，矫顽力可增加2-3个数量级以上，具有很好的永磁性能。个数量级以上，具有很好的永磁性能。NdFeB非晶合金经过晶化热处理并控制形变织构非晶合金经过晶化热处理并控制形变织构方向后，最大磁能积达到方向后，最大磁能积达到55MGOe，是目前
15、永磁，是目前永磁合金磁能积能达到的最高水平之一合金磁能积能达到的最高水平之一。化学性能化学性能 非晶中没有晶界、沉淀相相界、位错等容易引起局非晶中没有晶界、沉淀相相界、位错等容易引起局部腐蚀的部位，也不存在晶态合金容易出现的成分部腐蚀的部位，也不存在晶态合金容易出现的成分偏析，所以非晶合金在结构和成分上都比晶态合金偏析，所以非晶合金在结构和成分上都比晶态合金更均匀，具有更高的抗腐蚀性能更均匀，具有更高的抗腐蚀性能。含含Cr的铁基、的铁基、Co基和镍基金属玻璃，特别是其中含基和镍基金属玻璃，特别是其中含有有P等类金属元素的非晶合金，具有十分突出的抗腐等类金属元素的非晶合金，具有十分突出的抗腐蚀能
16、力。蚀能力。P的作用是促进防腐蚀薄膜形成；的作用是促进防腐蚀薄膜形成；Cr作用作用是形成防腐蚀保护膜。是形成防腐蚀保护膜。非晶态合金和晶态不锈钢非晶态合金和晶态不锈钢在在10%FeCl2-10H2O溶液中的腐蚀速率溶液中的腐蚀速率试样试样 腐蚀速率腐蚀速率(mm/年年)4060晶态不锈钢晶态不锈钢18Cr-40Ni17.75120.0晶态不锈钢晶态不锈钢17Cr-14Ni-2.5Mo29.24非晶态合金非晶态合金Fe70Cr10P13C70.000.00非晶态合金非晶态合金Fe65Cr10Ni5P13C70.000.00 非晶态金属表面能高，可以连续改变成分，具有明非晶态金属表面能高，可以连续
17、改变成分，具有明显的催化性能。作为催化剂被应用始于显的催化性能。作为催化剂被应用始于20世纪世纪80年代。年代。非晶态金属催化剂主要应用于催化剂加氢、催化脱氢、非晶态金属催化剂主要应用于催化剂加氢、催化脱氢、催化氧化及电催化反应等。触媒剂在化学工业中具有催化氧化及电催化反应等。触媒剂在化学工业中具有相当重要的地位，高效率的触媒剂对化学工业生产效相当重要的地位，高效率的触媒剂对化学工业生产效率的提高、能源的节约以及新化工产品的产生起着重率的提高、能源的节约以及新化工产品的产生起着重要的作用。不同的化学反应要求特定的触媒剂，非晶要的作用。不同的化学反应要求特定的触媒剂，非晶态合金具有传统材料无法比
18、拟的优异触媒性能。态合金具有传统材料无法比拟的优异触媒性能。催化性能催化性能 贮氢性能贮氢性能 非晶态金属还具有优良的贮氢性能。某些非晶态金非晶态金属还具有优良的贮氢性能。某些非晶态金属通过化学反应可以吸收和释放出氢，可以用作贮氢属通过化学反应可以吸收和释放出氢，可以用作贮氢材料。一些非晶态合金具有优良的贮氢性能，贮氢后材料。一些非晶态合金具有优良的贮氢性能，贮氢后非晶态的结构也相当稳定，但原子间距膨胀。有些非非晶态的结构也相当稳定，但原子间距膨胀。有些非晶态金属由于吸氢后转变成为晶态，这是由于氢化物晶态金属由于吸氢后转变成为晶态，这是由于氢化物形成是放热反应，非晶合金吸氢时，由于发热而升温形
19、成是放热反应，非晶合金吸氢时，由于发热而升温产生晶化。非晶态金属的吸氢量是随氢原子能占据的产生晶化。非晶态金属的吸氢量是随氢原子能占据的场所的数目以及易产生氢化物的元素含量的增加而增场所的数目以及易产生氢化物的元素含量的增加而增加。根据这个道理，若在氢原子能占据的场所填入了加。根据这个道理，若在氢原子能占据的场所填入了类金属元素的原子，那么将不能贮氢。如在类金属元素的原子，那么将不能贮氢。如在TiNi合金合金中添加硼、硅时，吸氢量减少。中添加硼、硅时，吸氢量减少。金属材料的光学特性受其金属原子的电子状态金属材料的光学特性受其金属原子的电子状态所支配，某些非晶态金属由于其特殊的电子状态而所支配，
20、某些非晶态金属由于其特殊的电子状态而其有十分优异的对太阳光能的吸收能力。所以利用其有十分优异的对太阳光能的吸收能力。所以利用某些非晶态材料能够制造出相当理想的高效率的太某些非晶态材料能够制造出相当理想的高效率的太阳能吸收器。非晶态金属具有良好的抗辐射（中子、阳能吸收器。非晶态金属具有良好的抗辐射（中子、射线等）能力，使其在火箭、宇航、核反应堆、受射线等）能力，使其在火箭、宇航、核反应堆、受控热核反应等领域具有良好的应用前景。控热核反应等领域具有良好的应用前景。光学性能光学性能非晶合金的应用非晶合金的应用非晶软磁元件非晶软磁元件 大功率变压器总希望使用大功率变压器总希望使用磁感应强度高、矫顽力低
21、磁感应强度高、矫顽力低，损耗小的，损耗小的材料。材料。变压器用量特别大，还必变压器用量特别大，还必须要求须要求原材料成本低原材料成本低。此外，还要求使用的材料此外，还要求使用的材料延展性好，加工容易、尺延展性好，加工容易、尺寸精度高、层间绝缘性好寸精度高、层间绝缘性好、耐腐蚀性强、耐腐蚀性强。变压器变压器大功率变压器大功率变压器 非晶合金的矫顽力很低，外场作用下十分容易磁非晶合金的矫顽力很低，外场作用下十分容易磁化；同时非晶合金具有很高的电阻，可以明显降化；同时非晶合金具有很高的电阻，可以明显降低涡流损失。低涡流损失。金属玻璃用作低频金属玻璃用作低频(50-60Hz)磁芯时的磁芯损耗根磁芯时的
22、磁芯损耗根低，低，其中其中Fe81B13.5Si8.5C2、Fe82B10Si8等铁基非晶合等铁基非晶合金的磁芯损耗只有常用硅钢片的金的磁芯损耗只有常用硅钢片的1/3-l/5，而饱和而饱和磁感应强度等磁学性能与硅钢片相近，磁感应强度等磁学性能与硅钢片相近，非晶软磁合金的主要用途是取代晶态硅钢制作各非晶软磁合金的主要用途是取代晶态硅钢制作各种类型的变压器。种类型的变压器。非晶磁性合金的应用不仅可减少能量损失，还可非晶磁性合金的应用不仅可减少能量损失，还可以在额定功率一定时，减轻变压器的重景和减小以在额定功率一定时，减轻变压器的重景和减小变压器的尺寸。变压器的尺寸。变压器用非晶铁芯变压器用非晶铁芯
23、非晶变压器非晶变压器 Fe基非晶合金与坡莫合金制成的开关变压器的性基非晶合金与坡莫合金制成的开关变压器的性能比较，能比较，非晶变压器的体积、重量明显下降，温非晶变压器的体积、重量明显下降，温升降低，成本减少升降低，成本减少50以上。以上。铁芯铁芯材料材料输出输出功率功率/W铁芯铁芯规格规格/mm铁芯铁芯重量重量/g变压器变压器重量重量/g变压器变压器体积体积/cm3铁芯铁芯温升温升/变压器变压器温升温升/坡莫坡莫合金合金15040501566.5273.5146.557.542.5Fe基基非晶非晶150254012.549.5167.576.342.533.5Fe基非晶合金与坡莫合金制作的开关
24、变压器的性能基非晶合金与坡莫合金制作的开关变压器的性能磁头磁头 磁头器件要求材料饱和磁感应强度大；在工作频率磁头器件要求材料饱和磁感应强度大；在工作频率范围内材料的磁导率高；具有较低矫顽力和较高电范围内材料的磁导率高；具有较低矫顽力和较高电阻率；耐磨性和抗蚀能力强；阻率；耐磨性和抗蚀能力强；磁性能对加工应力不磁性能对加工应力不敏感敏感；热稳定性好等。；热稳定性好等。硬盘读写磁头硬盘读写磁头 用非晶合金作磁头具有下列优点：用非晶合金作磁头具有下列优点：无磁晶各向异性无磁晶各向异性：晶态材料的磁晶各向异性使磁导：晶态材料的磁晶各向异性使磁导率下降，矫顽力增大，磁滞损耗增加，噪声增大。率下降，矫顽力
25、增大，磁滞损耗增加，噪声增大。电阻率高：电阻率高：这对降低涡流损耗有利。这对降低涡流损耗有利。硬度大，耐磨性好硬度大，耐磨性好。耐腐蚀性高：耐腐蚀性高：晶态材料的磁性与耐蚀性难以兼得。晶态材料的磁性与耐蚀性难以兼得。容易获得薄带容易获得薄带：高频工作时，为减小涡流损耗，希：高频工作时，为减小涡流损耗，希望材料减薄，要求用数微米至数十微米的薄片；对望材料减薄，要求用数微米至数十微米的薄片；对于晶态材料，加工有一定困难，非晶带的厚度一般于晶态材料，加工有一定困难，非晶带的厚度一般为为20-40m，很适于录相磁头的工作频带。，很适于录相磁头的工作频带。传感器传感器 非晶合金薄带与丝材具有许多优点，适
26、合各种类非晶合金薄带与丝材具有许多优点，适合各种类型传感器的不同需求：型传感器的不同需求：同时具有高强度和高弹性极限同时具有高强度和高弹性极限，用非晶合全条带，用非晶合全条带的丝材可直接做成弹性环和弹簧，不需要辅助弹的丝材可直接做成弹性环和弹簧，不需要辅助弹性材料和保护材料，制成的器件可承受很大的拉性材料和保护材料，制成的器件可承受很大的拉力，且具有耐磨、耐冲击和耐腐蚀性。力，且具有耐磨、耐冲击和耐腐蚀性。Co基非晶合金的最大磁导率可达基非晶合金的最大磁导率可达106级，是高灵敏级，是高灵敏度磁性传感器的理想材料度磁性传感器的理想材料。用非晶带绕成环形磁芯，在用非晶带绕成环形磁芯，在直径方向施
27、加很小外直径方向施加很小外力，会使磁芯的磁特性发生显著变化力，会使磁芯的磁特性发生显著变化。用这个磁。用这个磁芯构成单磁芯桥式多谐振荡器，可将由应力所产芯构成单磁芯桥式多谐振荡器，可将由应力所产生的磁性能变化转变为直流电压输出，制成高精生的磁性能变化转变为直流电压输出，制成高精度应力传感器。度应力传感器。应力传感器应力传感器 非晶非晶Fe82Si6B12条带制成的电磁传感器已用于交通条带制成的电磁传感器已用于交通信号自动控制装置中的探头，性能明显优于坡莫信号自动控制装置中的探头，性能明显优于坡莫合金：合金：电路电压降低一半，激磁电压降低电路电压降低一半，激磁电压降低2/3，输，输出信号增加出信
28、号增加2倍，作用距离提高倍，作用距离提高1倍倍。交通信号控制器交通信号控制器交通电子眼交通电子眼 用弹性好且耐蚀的用弹性好且耐蚀的FeNi非晶合全制成微型压力传感非晶合全制成微型压力传感器，可测微小压强，用作人体肛肠压力测定装置。器，可测微小压强，用作人体肛肠压力测定装置。临床证明具有灵敏度高、体积小、重复性好、耐腐临床证明具有灵敏度高、体积小、重复性好、耐腐蚀、成本低等优点。蚀、成本低等优点。微型压力传感器微型压力传感器磁场传感器磁场传感器磁分离装置磁分离装置 磁分离是指在磁场作用下将磁性微粒与非磁性微磁分离是指在磁场作用下将磁性微粒与非磁性微粒加以分离的技术。粒加以分离的技术。磁分离装置大
29、都是在腐蚀性介质中使用，所用材磁分离装置大都是在腐蚀性介质中使用，所用材料必料必须具有良好的聚磁性，耐腐蚀性，高强度，须具有良好的聚磁性，耐腐蚀性，高强度，还要考虑过滤效率要高，不易堵塞等问题。还要考虑过滤效率要高，不易堵塞等问题。磁分离装置磁分离装置 含含Cr的的Fe基非晶条带与圆丝混合成的过滤器非常适合基非晶条带与圆丝混合成的过滤器非常适合这种要求。这种要求。这种软磁性和耐腐蚀性优良的条带和丝材这种软磁性和耐腐蚀性优良的条带和丝材作聚磁材料，可获得很高的磁场梯度，即形成很强的作聚磁材料，可获得很高的磁场梯度，即形成很强的磁力捕获区，能达到很高的分离效率。磁力捕获区，能达到很高的分离效率。这
30、种非晶磁分离装置，用于净化轧钢废水处理，净化这种非晶磁分离装置，用于净化轧钢废水处理，净化效率可达效率可达97以上以上 用于超高压变压器绝缘油的净化处理，可使变压据的用于超高压变压器绝缘油的净化处理，可使变压据的介质损耗降低一半，大大延长安全运行周期。介质损耗降低一半，大大延长安全运行周期。非晶永磁合金非晶永磁合金 非晶永磁合金晶化处理后，可得到纳米晶粒，获得非晶永磁合金晶化处理后，可得到纳米晶粒，获得一类重要的永磁材料一类重要的永磁材料双相耦合纳米晶永磁材料。双相耦合纳米晶永磁材料。双相纳米晶永磁成本相对低廉，耐蚀性较高，磁体双相纳米晶永磁成本相对低廉，耐蚀性较高，磁体可采用模压、注射、压延
31、、热压等多种方法进行成可采用模压、注射、压延、热压等多种方法进行成型，效率高，磁学和力学性能都很好。型，效率高，磁学和力学性能都很好。美国代顿大学用这种方法制备的纳米晶美国代顿大学用这种方法制备的纳米晶NdFeB永磁永磁体的永磁性能已接近目前传统烧结体的永磁性能已接近目前传统烧结NdFeB磁体研究磁体研究的最高水平，并且还有相当大的发展空间，逐渐成的最高水平，并且还有相当大的发展空间，逐渐成为新型永磁材料的发展方向。为新型永磁材料的发展方向。纳米晶永磁应用广泛，纳米晶永磁应用广泛，可用于电子、通信、汽车、可用于电子、通信、汽车、机械、能源、医疗、国防等多个领域，包括硬盘驱机械、能源、医疗、国防
32、等多个领域，包括硬盘驱动电机、手机振动电机、汽车起动电机、矿物分离动电机、手机振动电机、汽车起动电机、矿物分离装置、核磁共振成像及空调、冰箱、音箱、录像机装置、核磁共振成像及空调、冰箱、音箱、录像机、电钟等家用电器中的磁性部件。、电钟等家用电器中的磁性部件。纳米晶磁体制备纳米晶磁体制备的微型马达的微型马达纳米晶粘结磁体纳米晶粘结磁体结构材料结构材料 非晶合金晶化后制成微晶合金可作为结构材料使用。非晶合金晶化后制成微晶合金可作为结构材料使用。非晶薄带粉碎后进行热压加工，使非晶合金晶化并制非晶薄带粉碎后进行热压加工，使非晶合金晶化并制成大块晶态合金，晶粒细小均匀，尺寸仅为成大块晶态合金，晶粒细小均
33、匀，尺寸仅为0.2-0.3m，还含有大量硬度很高的弥散硼化物和金属间化合物，还含有大量硬度很高的弥散硼化物和金属间化合物，具有优异力学性能。，具有优异力学性能。这种微晶合金不仅综合力学性能好，而且克服非晶合这种微晶合金不仅综合力学性能好，而且克服非晶合金尺寸小、工作温度低的缺点。金尺寸小、工作温度低的缺点。微晶的非晶合金在微晶的非晶合金在440-550时还有很好的热强度时还有很好的热强度和冲击韧性，在和冲击韧性，在750时具有极好的抗氧化性能时具有极好的抗氧化性能，所以热硬度和耐磨性能很好的所以热硬度和耐磨性能很好的Ni53Mo35Fe9B3等非晶等非晶合金可制作刀具、挤压模。合金可制作刀具、
34、挤压模。晶化处理的钛基合金也具有极好的力学性能，晶化处理的钛基合金也具有极好的力学性能，Ti-25Zr-10B的硬度为的硬度为2345MPa，而，而Ti-M-Si(MMn、Fe、Cu、Co)合金的抗张强度达到合金的抗张强度达到2750MPa。高强度非晶材料高强度非晶材料 微晶化后的非晶合金在共有良好力学性能的同时仍微晶化后的非晶合金在共有良好力学性能的同时仍然保持了很强的抗腐蚀性能然保持了很强的抗腐蚀性能，在相同的腐蚀条件下，在相同的腐蚀条件下，Fe63Cr22Ni3Mo2B8C2微晶合金的腐蚀速度比微晶合金的腐蚀速度比316不不锈钢低锈钢低10倍。倍。高强度、抗盐水腐蚀的铁基非晶合金可作为制
35、造潜高强度、抗盐水腐蚀的铁基非晶合金可作为制造潜水艇的材料，某些铁基非晶合金甚至可以制作快速水艇的材料，某些铁基非晶合金甚至可以制作快速中子反应堆中的化学过滤器。中子反应堆中的化学过滤器。潜水艇潜水艇钎焊材料钎焊材料 通常焊接气轮发动机等设备的钎焊材料是含通常焊接气轮发动机等设备的钎焊材料是含B、Si、C或或P的镍基晶态合金，这些合金在常规铸造条的镍基晶态合金，这些合金在常规铸造条件下枝晶粗大、含有脆性的第二相，所以无法加件下枝晶粗大、含有脆性的第二相，所以无法加工，只能粉碎成粉末，再用有机粘结剂粘结成薄工，只能粉碎成粉末，再用有机粘结剂粘结成薄带状使用，很容易混入杂质或碳化物，使焊接质带状使
36、用，很容易混入杂质或碳化物，使焊接质量受到很大影响。量受到很大影响。非晶钎焊合金不仅容易生产成薄带形状，而且具非晶钎焊合金不仅容易生产成薄带形状，而且具有很好的延性，可加工成需要尺寸同时保证成分有很好的延性，可加工成需要尺寸同时保证成分均匀，不含杂质。均匀，不含杂质。非晶钎焊合金的成分接近非晶钎焊合金的成分接近共晶成分，熔点低、熔化共晶成分，熔点低、熔化后流动性好，可以显著提后流动性好，可以显著提高焊接质量。高焊接质量。非晶钎焊合金可取代价格非晶钎焊合金可取代价格较贵的银基常规焊料，甚较贵的银基常规焊料，甚至还可代替飞机发动机焊至还可代替飞机发动机焊接所需的金基焊料。接所需的金基焊料。非晶钎焊
37、料非晶钎焊料化工催化化工催化 金属金属-类金属型金属玻璃具有优异的抗腐蚀性能实际上类金属型金属玻璃具有优异的抗腐蚀性能实际上与组元与组元(特别是特别是P)有较高的反应活性有关，有较高的反应活性有关，这种反应活这种反应活性还表现在可对某些化学反应产生催化作用性还表现在可对某些化学反应产生催化作用。快速凝固制成的薄带、纤维状的金属玻璃由于具有很大快速凝固制成的薄带、纤维状的金属玻璃由于具有很大的表面积，也有利于它们的催化作用。的表面积，也有利于它们的催化作用。非晶催化剂非晶催化剂 薄带状的薄带状的Fe-Ni-P(或或Fe-Ni-P-B)非晶合金可对非晶合金可对CO与与H2合成碳氢化合物的反应起催化作用，效果比相合成碳氢化合物的反应起催化作用，效果比相同成分的晶态合金约大同成分的晶态合金约大100倍。倍。某些某些Pb基金属玻璃在甲酸盐和甲醛氧化中的催化基金属玻璃在甲酸盐和甲醛氧化中的催化作用比作用比Pt还强，在从还强，在从NaCl溶液制取氯气的反应中溶液制取氯气的反应中也有很强的促化作用。也有很强的促化作用。
