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非晶態(tài)合金的特點(diǎn)和應(yīng)用
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| 發(fā)布時(shí)間：2018-9-7 10:01:35 來(lái)源：盛龍華純鐵 瀏覽次數(shù)：5345 |
非晶態(tài)合金指的是內(nèi)部原子排列不存在長(zhǎng)程有序的金屬和合金，通常也稱為玻璃態(tài)合金或金屬玻璃。非晶態(tài)合金與液態(tài)一樣具有近程有序而遠(yuǎn)程無(wú)序的結(jié)構(gòu)特征。
物質(zhì)就其原子排列方式來(lái)說(shuō)，可以劃分為晶體和非晶體兩種。材料的原子呈規(guī)則排列的就是晶體；原子呈無(wú)規(guī)則排列的就是非晶體。1960年美國(guó)用快冷首次獲得了非晶態(tài)的合金 ，1967年又得到非晶合金 ，并發(fā)現(xiàn)非晶態(tài)金屬具有很多常規(guī)晶態(tài)金屬所不具備的優(yōu)越性能。由于非晶含金在結(jié)構(gòu)上與玻璃相似，故亦稱為金屬玻璃。
隨著對(duì)非晶態(tài)合金研究的深入，各種非晶態(tài)合金所具備的優(yōu)異物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)逐漸被人們認(rèn)識(shí)，越來(lái)越多的非晶態(tài)合金也將會(huì)替代傳統(tǒng)材料應(yīng)用于工程、精密機(jī)械、信息、航空航天器件、國(guó)防工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域，成為提高性能和發(fā)軍功能性的關(guān)鍵材料。
(1)高強(qiáng)韌性。其抗拉強(qiáng)度可達(dá)到3000 MPa以上，而超高強(qiáng)度鋼（晶態(tài)）抗拉強(qiáng)度僅為1800～2000 MPa。另外，許多淬火態(tài)的非晶態(tài)合金薄帶可反復(fù)彎曲，即使彎曲180°也不會(huì)斷裂。
(2)耐腐蝕性。它具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，其主要原因是凝固時(shí)能迅速形成致密、均勻、穩(wěn)定的高純度鈍化膜。
(3)優(yōu)良的磁性。與傳統(tǒng)的金屬磁性材料相比，由于非晶合金原子排列無(wú)序，沒有晶體的各向異性，而且電阻率高，具有高的磁導(dǎo)率，低的損耗，是優(yōu)良的軟磁材料。
(4)工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能、環(huán)保。非晶合金薄帶成品的制造是在煉鋼之后直接噴帶的，只需一步就完成制造，工藝大大簡(jiǎn)化，節(jié)能，無(wú)污染，有利于環(huán)境保護(hù)。
材料學(xué)家從合金的成分、制備工藝和應(yīng)用性能等方面出發(fā)，已經(jīng)開發(fā)出一些非晶合金體系。
(1)鐵基非晶合金。
鐵基非晶合金的主要成分為Fe、Si、B、C、P。其特點(diǎn)是磁性強(qiáng)，軟磁性能優(yōu)于硅鋼片，價(jià)格便宜，最適合替代硅鋼片，用作中低頻變壓器的鐵芯。
(2)鐵鎳基非晶合金。
鐵鎳基非晶合金的主要成分為Fe、Ni、Si、B、P。其特點(diǎn)是磁性比較弱，但磁導(dǎo)率比較高，價(jià)格較貴，可以代替硅鋼片或者坡莫合金（Fe-Ni合金），用作高要求的中低頻變壓器鐵芯。
(3)鈷基非晶合金。
鈷基非晶合金的主要成分為Co、Fe、Si、B。其特點(diǎn)是磁性較弱．但磁導(dǎo)率極高，價(jià)格很貴，一般替代坡莫合金和鐵氧體用于要求嚴(yán)格的軍工電源中的變壓器、電感等。
(4)鐵基納米品合金（超微晶合金）。
鐵基納米晶合金的主要成分為Fe、Si、B和少量的Cu、Mo、Nb等，其中Cu和Nb是獲得納米晶結(jié)構(gòu)必不可少的元素。它們先被制成非晶帶材，然后經(jīng)適當(dāng)退火．形成微品和非品的混合組織。這類合金的突出優(yōu)點(diǎn)是兼?zhèn)淞髓F基非晶合金的高磁感和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率、低損耗，是成本低廉的鐵基材料。它可替代鈷基非晶合金、晶態(tài)坡莫合金和鐵氧體，在高頻電力電子和電子信息領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用，以達(dá)到減小體積、降低成本等目的。
在非晶態(tài)合金的應(yīng)用中，最早考慮到這種新型材料的機(jī)械性能和強(qiáng)度性能，把這類材料用于簾布、刮胡須刀片等方面后來(lái)發(fā)現(xiàn)，非晶態(tài)合金具有非常好的磁特性，從此，非晶態(tài)磁性合金的研究和應(yīng)用便得到了重視。隨著非晶態(tài)理論、工藝及材料的深入研究，各國(guó)的研究工作者對(duì)非晶態(tài)合金的應(yīng)用進(jìn)行了極其廣泛的探索，越來(lái)越多地取得了實(shí)驗(yàn)性和工業(yè)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
如今，非晶態(tài)合金在磁性器件方面的應(yīng)用不僅取得了很大的進(jìn)展，而且取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益，在機(jī)械、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面也都有了很好的應(yīng)用。
日常生產(chǎn)生活中接觸的非晶態(tài)材料已經(jīng)很多，例如，用非品態(tài)合金制備的高耐磨音頻視頻磁頭在高檔錄音、錄像機(jī)中的廣泛應(yīng)用。常常有人對(duì)圖書館或超市中書或物品中所暗藏的報(bào)警設(shè)施感到驚訝，其實(shí)，這不過(guò)是非晶態(tài)軟磁材料在其中發(fā)揮著作用，非晶合金條帶可以?shī)A在書籍或者商品中，也可以作成商品標(biāo)簽，如果商品尚未付款就被帶出，則在出口處的檢測(cè)裝置就會(huì)發(fā)出信號(hào)報(bào)警。用非晶態(tài)合金制作配電變壓器鐵芯，它比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗下降75%左右，空載電流下降約80%，是節(jié)能效果較理想的配電變壓器，特別適用于電效率低的農(nóng)村電網(wǎng)。在逆變焊機(jī)電源中納米晶合金已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。
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