Ⅰ 非晶态合金有哪些性能
非晶态合金的出现,给高新技术产业带来了材料上的重大变革,它的发展和应用可带动一批相关领域的技术进步和协同发展。
非晶态合金在电子技术领域,具有高效、高导磁、低损耗等优异的物理性能,这样就有力地促进了电子元器件向高效、高频、节能、小型化方向的发展,并且可以部分替代传统的硅钢、坡莫合金和铁氧体等材料。我们可以预测,在未来的电子技术领域中,非晶态合金将会占据十分重要的位置。
如果在电力技术中采用这种非晶态合金,可以让它成为铁芯材料的配电变压器,它的空载损耗可比同容量的硅钢芯变压器减少60%~80%。通过使用这种变压器,每年可节约将近50×10^9KWH的空载损耗,节能产生的经济效益也是非常可观的。它在减少电力损耗的同时,也降低了发电的燃料损耗,从而减少了诸如CO2、SO2、NOx等有害气体的排放量。所以说,非晶态合金也是一种绿色的环保材料。
Ⅱ 晶态金属与非晶态金属的主要区别有哪些
非晶态金属是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。大部分金属材料具有很高的有序结构,原子呈现周期性排列(晶体),表现为平移对称性,或者是旋转对称,镜面对称,角对称(准晶体)等。而与此相反,非晶态金属不具有任何的长程有序结构,但具有短程有序和中程有序(中程有序正在研究中)。
晶态金属与非晶态金属的主要区别:
非晶态金属是一种没有原子的三维周期性排列的金属或合金固体;即在超过几个原子间距范围以外,不具有长程有序的晶体点阵排布。20世纪30年代前后,已有人采用蒸发或电沉积的方法制备出非晶态金属。但由于实验条件的限制,未能对其非晶态本质及其性能作系统深入的研究。直到1959年,美国的杜威兹 (P.Duwez)等报道了用液态Au81Si19合金直接快速冷却(冷却速率大于106K/s)而获得非晶态固体之后,非晶态金属的研究才广泛开展起来。与普通晶态金属相比,非晶态金属具有较高的强度,良好的磁学性能和抗腐蚀性能等,因而受到材料科学界和物理学界的重视。 制备方法 最常用的是熔体急冷法,其基本原理是把一薄层液态金属粘附在导热性良好的金属冷基底上,从而达到快速导热、冷却金属的目的(如单辊法、双辊法等);高的冷却速率 (105~1010K/s)可以有效地抑制液态金属在冷却过程中的结晶成核和长大,而得到非晶态的固体。制备非晶态金属的其他方法,还有原子凝聚(溅射、蒸发、沉积)和表面非晶化处理(激光表面上釉、离子注入)以及辐射法等。
Ⅲ 非晶态金属材料和晶态金属材料的区别
非晶态金属得以广泛研究和应用的原因是它具 有结晶金属不具备的各种优良特性. 影响物质性能 的根本因素除了其成分外,就是原子的排列以及电 子状态. 从结构上看,非晶态金属的构造与结晶金属不同,原子排列紊乱无序,原子之间相互作用,电子 所处的状态都与结晶金属不同. 非晶态金属的这种 特殊结构,决定了其性能与结晶金属有很大差异. 除 此之外,还有一点应强调的是非晶态金属在成分上 的特殊性. 非晶态金属大都是多元素合金,从均匀的 液体状态快速冷却、凝固,使各元素能均匀分布,形 成一个固溶体. 添加各种不同的元素会使非晶态金 属产生各种不同性质. 这种在成分上自由调节的特 殊性给非晶态金属带来了很大影响. 结晶金属则不 同,多元素所形成的合金, 像平衡状态图所示的一 样,大部分都形成化合物,或是分离成几个相,多元 素在一个相中均匀的混合,形成固溶体的范围少. 所 以,结晶金属不具备非晶态金属的多种元素任意、均 匀混合的特点,结构和成分上的特殊性决定了非晶 态金属有各种特殊性能. 非晶态金属位错密度高,宏观组织均一,没有晶 界等缺陷,被认为是一种具有高韧性、高强度的材 料. 实验证明,非晶态金属的强度比结晶金属材料要 高得多. 铁系非晶态金属的最高强度达 450 kg/ mm 2 ,钴系和镍系也达 300 kg/ mm 2 以上,比人们所 知的强度最高的钢丝线强度(直径为0. 18 mm的钢 丝线强度为280 kg/ mm 2 ) 还高. 非晶态金属中虽然含有许多非铁磁性元素,难 以得到很强的磁化,但其没有结晶金属的磁的各向 异性,也不存在阻碍磁畴壁移动的结晶缺陷及析出 物,因而它的磁滞损失非常小. 此外,非晶态金属的 电阻率是结晶金属的 5~6 倍, 它的涡流损失也很 小. 非晶态金属是极理想的软磁材料,它具有低矫顽 力、高导磁率及高频特性好等优良特性. 由于非晶态 金属没有成分变化而引起相变现象,磁性可以随成 份连续变化,所以可以做出各种特性的非晶态磁性 金属. 从构造上看, 非晶态金属没有晶界、层错等缺 陷,没有偏析、析出及异相,当添加适当元素形成亚 稳态后,会显示出惊人的抗腐蚀性,在酸性、中性或 碱性等各种溶液中长期浸泡而不被腐蚀. 如在 Fe 基 合金中添加Cr 和 Mo ,其耐腐蚀性之强令人难以置 信. 可以说,这是非晶态金属的构造特殊性和成分特 殊性而带来的结果. 非晶态金属除了高强韧性、超耐腐蚀性和软磁 性外,还具备许多其他特性,如耐放射线损伤. 通常 中子照射到结晶金属上后,原子的点阵排列会遭到 破坏,出现很多缺陷使材料性能下降,但是非晶态金 属在放射线长期照射后既不脆化,导电性也不下降. 将来人类可利用原子能以及氢的核聚变能解决能源 问题. 由于原子炉以及核聚变炉中有大量的放射线, 因此,要求耐照射损伤的材料,非晶态金属的耐放射 线损伤的特性将有助于解决这一问题. 非晶态金属的构造可以看成是无数个缺陷的组 合体. 表面处于非常活泼的化学状态,可以作为很有 前途的催化剂材料. 另外,很多非晶态金属具有超导 性,可作为贮氢材料减轻材料粉化的问题等. 非晶态 金属的历史还很短,随着其研究的深入,还会发现许 多新的特性.
Ⅳ 快速凝固晶态合金的组织与性能有何特点
首先解释一下什么叫做共晶组织:组成共晶相图的两组元,在液态可以无限互溶,在固态只能部分互溶,甚至完全不溶。两组元的混合物使合金的熔点比各组元低,因此,液相线从两端纯组元向中间凹下,两条液相线的交点所对应的温度称为共晶温度。在该温度下,液相通过共晶凝固同时结晶出两个固相,这样的两相的混合物称为共晶组织或共晶体。共晶成分合金的组成:α+β两相混合组织
Ⅳ 常见的合金材料有哪些
1、混合物合金(共熔混合物),如果液态合金凝固时候,构成合金的各组分分别结晶而成的合金,如焊锡、铋镉合金等;
2、固熔体合金,当液态合金凝固时形成固溶体的合金,如金银合金等;
3、金属互化物合金,各组分相互形成化合物的合金,如铜、锌组成的黄铜(β-黄铜、γ-黄铜和ε-黄铜)等。
各类型合金都有以下通性:
(1)多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点;
(2)硬度一般比其组分中任一金属的硬度大;(特例:钠钾合金是液态的,用于原子反应堆里的导热剂)
(3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性,可以制造高电阻和高热阻材料。还可制造有特殊性能的材料。
(4)有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)如在铁中掺入15%铬和9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢,适用于化学工业
Ⅵ 3. 合金的晶体结构有哪些类型性能如何
根据合金中各组元之间结合方式的不同,合金的组织可分为固溶体.金属化合物和混合物三类。
强度 硬度较高 ,熔点较低
Ⅶ 准晶态材料有哪些
准晶体(quasicrystal)
准晶体是1928年发现的,具有凸多面体规则外形的,但不同于晶体的固态物质,它们具有晶体物质不具有的五重轴。如图给出的含钬-镁-锌三种金属的准晶体的正十二面体外型。已知的准晶体都是金属互化物。2000年以前发现的所有几百种准晶体中至少含有3种金属,如Al65Cu23Fe12,Al70Pd21Mn9等。但最近发现仅2种金属也可形成准晶体,如Cd57Yb10〔Nature,2000,408:537〕。有关准晶体的组成与结构的规律仍在研究之中。有关组成问题值得重视的事实如:组成为Al70Pd21Mn9的是准晶体而组成的Al60Pd25Mn15却是晶体。有关结构问题,人们普遍认为,准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构,因为单调的周期性结构不可能出现五重轴,但准晶体的结构仍有规律,不像非晶态物质那样的近距无序,仍是某种近距有序结构。尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明,它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击,以致国际晶体学联合会最近建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体(any solid having an essentially discrete diffraction diagram)来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。在实际上,准晶体已被开发为有用的材料。例如,人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性,正被开发为炒菜锅的镀层;
Ⅷ 合金材料有哪些
合金是由两种或两种以上的金属或非金属经过混合熔化、冷却凝固后所合成的具有金属特性的物质。常见的合金有铝合金、钛合金、镁合金、铜合金等。