Ⅰ 非晶態合金有哪些性能
非晶態合金的出現,給高新技術產業帶來了材料上的重大變革,它的發展和應用可帶動一批相關領域的技術進步和協同發展。
非晶態合金在電子技術領域,具有高效、高導磁、低損耗等優異的物理性能,這樣就有力地促進了電子元器件向高效、高頻、節能、小型化方向的發展,並且可以部分替代傳統的硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料。我們可以預測,在未來的電子技術領域中,非晶態合金將會占據十分重要的位置。
如果在電力技術中採用這種非晶態合金,可以讓它成為鐵芯材料的配電變壓器,它的空載損耗可比同容量的硅鋼芯變壓器減少60%~80%。通過使用這種變壓器,每年可節約將近50×10^9KWH的空載損耗,節能產生的經濟效益也是非常可觀的。它在減少電力損耗的同時,也降低了發電的燃料損耗,從而減少了諸如CO2、SO2、NOx等有害氣體的排放量。所以說,非晶態合金也是一種綠色的環保材料。
Ⅱ 晶態金屬與非晶態金屬的主要區別有哪些
非晶態金屬是指在原子尺度上結構無序的一種金屬材料。大部分金屬材料具有很高的有序結構,原子呈現周期性排列(晶體),表現為平移對稱性,或者是旋轉對稱,鏡面對稱,角對稱(准晶體)等。而與此相反,非晶態金屬不具有任何的長程有序結構,但具有短程有序和中程有序(中程有序正在研究中)。
晶態金屬與非晶態金屬的主要區別:
非晶態金屬是一種沒有原子的三維周期性排列的金屬或合金固體;即在超過幾個原子間距范圍以外,不具有長程有序的晶體點陣排布。20世紀30年代前後,已有人採用蒸發或電沉積的方法制備出非晶態金屬。但由於實驗條件的限制,未能對其非晶態本質及其性能作系統深入的研究。直到1959年,美國的杜威茲 (P.Duwez)等報道了用液態Au81Si19合金直接快速冷卻(冷卻速率大於106K/s)而獲得非晶態固體之後,非晶態金屬的研究才廣泛開展起來。與普通晶態金屬相比,非晶態金屬具有較高的強度,良好的磁學性能和抗腐蝕性能等,因而受到材料科學界和物理學界的重視。 制備方法 最常用的是熔體急冷法,其基本原理是把一薄層液態金屬粘附在導熱性良好的金屬冷基底上,從而達到快速導熱、冷卻金屬的目的(如單輥法、雙輥法等);高的冷卻速率 (105~1010K/s)可以有效地抑制液態金屬在冷卻過程中的結晶成核和長大,而得到非晶態的固體。制備非晶態金屬的其他方法,還有原子凝聚(濺射、蒸發、沉積)和表面非晶化處理(激光表面上釉、離子注入)以及輻射法等。
Ⅲ 非晶態金屬材料和晶態金屬材料的區別
非晶態金屬得以廣泛研究和應用的原因是它具 有結晶金屬不具備的各種優良特性. 影響物質性能 的根本因素除了其成分外,就是原子的排列以及電 子狀態. 從結構上看,非晶態金屬的構造與結晶金屬不同,原子排列紊亂無序,原子之間相互作用,電子 所處的狀態都與結晶金屬不同. 非晶態金屬的這種 特殊結構,決定了其性能與結晶金屬有很大差異. 除 此之外,還有一點應強調的是非晶態金屬在成分上 的特殊性. 非晶態金屬大都是多元素合金,從均勻的 液體狀態快速冷卻、凝固,使各元素能均勻分布,形 成一個固溶體. 添加各種不同的元素會使非晶態金 屬產生各種不同性質. 這種在成分上自由調節的特 殊性給非晶態金屬帶來了很大影響. 結晶金屬則不 同,多元素所形成的合金, 像平衡狀態圖所示的一 樣,大部分都形成化合物,或是分離成幾個相,多元 素在一個相中均勻的混合,形成固溶體的范圍少. 所 以,結晶金屬不具備非晶態金屬的多種元素任意、均 勻混合的特點,結構和成分上的特殊性決定了非晶 態金屬有各種特殊性能. 非晶態金屬位錯密度高,宏觀組織均一,沒有晶 界等缺陷,被認為是一種具有高韌性、高強度的材 料. 實驗證明,非晶態金屬的強度比結晶金屬材料要 高得多. 鐵系非晶態金屬的最高強度達 450 kg/ mm 2 ,鈷系和鎳系也達 300 kg/ mm 2 以上,比人們所 知的強度最高的鋼絲線強度(直徑為0. 18 mm的鋼 絲線強度為280 kg/ mm 2 ) 還高. 非晶態金屬中雖然含有許多非鐵磁性元素,難 以得到很強的磁化,但其沒有結晶金屬的磁的各向 異性,也不存在阻礙磁疇壁移動的結晶缺陷及析出 物,因而它的磁滯損失非常小. 此外,非晶態金屬的 電阻率是結晶金屬的 5~6 倍, 它的渦流損失也很 小. 非晶態金屬是極理想的軟磁材料,它具有低矯頑 力、高導磁率及高頻特性好等優良特性. 由於非晶態 金屬沒有成分變化而引起相變現象,磁性可以隨成 份連續變化,所以可以做出各種特性的非晶態磁性 金屬. 從構造上看, 非晶態金屬沒有晶界、層錯等缺 陷,沒有偏析、析出及異相,當添加適當元素形成亞 穩態後,會顯示出驚人的抗腐蝕性,在酸性、中性或 鹼性等各種溶液中長期浸泡而不被腐蝕. 如在 Fe 基 合金中添加Cr 和 Mo ,其耐腐蝕性之強令人難以置 信. 可以說,這是非晶態金屬的構造特殊性和成分特 殊性而帶來的結果. 非晶態金屬除了高強韌性、超耐腐蝕性和軟磁 性外,還具備許多其他特性,如耐放射線損傷. 通常 中子照射到結晶金屬上後,原子的點陣排列會遭到 破壞,出現很多缺陷使材料性能下降,但是非晶態金 屬在放射線長期照射後既不脆化,導電性也不下降. 將來人類可利用原子能以及氫的核聚變能解決能源 問題. 由於原子爐以及核聚變爐中有大量的放射線, 因此,要求耐照射損傷的材料,非晶態金屬的耐放射 線損傷的特性將有助於解決這一問題. 非晶態金屬的構造可以看成是無數個缺陷的組 合體. 表面處於非常活潑的化學狀態,可以作為很有 前途的催化劑材料. 另外,很多非晶態金屬具有超導 性,可作為貯氫材料減輕材料粉化的問題等. 非晶態 金屬的歷史還很短,隨著其研究的深入,還會發現許 多新的特性.
Ⅳ 快速凝固晶態合金的組織與性能有何特點
首先解釋一下什麼叫做共晶組織:組成共晶相圖的兩組元,在液態可以無限互溶,在固態只能部分互溶,甚至完全不溶。兩組元的混合物使合金的熔點比各組元低,因此,液相線從兩端純組元向中間凹下,兩條液相線的交點所對應的溫度稱為共晶溫度。在該溫度下,液相通過共晶凝固同時結晶出兩個固相,這樣的兩相的混合物稱為共晶組織或共晶體。共晶成分合金的組成:α+β兩相混合組織
Ⅳ 常見的合金材料有哪些
1、混合物合金(共熔混合物),如果液態合金凝固時候,構成合金的各組分分別結晶而成的合金,如焊錫、鉍鎘合金等;
2、固熔體合金,當液態合金凝固時形成固溶體的合金,如金銀合金等;
3、金屬互化物合金,各組分相互形成化合物的合金,如銅、鋅組成的黃銅(β-黃銅、γ-黃銅和ε-黃銅)等。
各類型合金都有以下通性:
(1)多數合金熔點低於其組分中任一種組成金屬的熔點;
(2)硬度一般比其組分中任一金屬的硬度大;(特例:鈉鉀合金是液態的,用於原子反應堆里的導熱劑)
(3)合金的導電性和導熱性低於任一組分金屬。利用合金的這一特性,可以製造高電阻和高熱阻材料。還可製造有特殊性能的材料。
(4)有的抗腐蝕能力強(如不銹鋼)如在鐵中摻入15%鉻和9%鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼,適用於化學工業
Ⅵ 3. 合金的晶體結構有哪些類型性能如何
根據合金中各組元之間結合方式的不同,合金的組織可分為固溶體.金屬化合物和混合物三類。
強度 硬度較高 ,熔點較低
Ⅶ 准晶態材料有哪些
准晶體(quasicrystal)
准晶體是1928年發現的,具有凸多面體規則外形的,但不同於晶體的固態物質,它們具有晶體物質不具有的五重軸。如圖給出的含鈥-鎂-鋅三種金屬的准晶體的正十二面體外型。已知的准晶體都是金屬互化物。2000年以前發現的所有幾百種准晶體中至少含有3種金屬,如Al65Cu23Fe12,Al70Pd21Mn9等。但最近發現僅2種金屬也可形成准晶體,如Cd57Yb10〔Nature,2000,408:537〕。有關准晶體的組成與結構的規律仍在研究之中。有關組成問題值得重視的事實如:組成為Al70Pd21Mn9的是准晶體而組成的Al60Pd25Mn15卻是晶體。有關結構問題,人們普遍認為,准晶體存在偏離了晶體的三維周期性結構,因為單調的周期性結構不可能出現五重軸,但准晶體的結構仍有規律,不像非晶態物質那樣的近距無序,仍是某種近距有序結構。盡管有關准晶體的組成與結構規律尚未完全闡明,它的發現在理論上已對經典晶體學產生很大沖擊,以致國際晶體學聯合會最近建議把晶體定義為衍射圖譜呈現明確圖案的固體(any solid having an essentially discrete diffraction diagram)來代替原先的微觀空間呈現周期性結構的定義。在實際上,准晶體已被開發為有用的材料。例如,人們發現組成為鋁-銅-鐵-鉻的准晶體具有低摩擦系數、高硬度、低表面能以及低傳熱性,正被開發為炒菜鍋的鍍層;
Ⅷ 合金材料有哪些
合金是由兩種或兩種以上的金屬或非金屬經過混合熔化、冷卻凝固後所合成的具有金屬特性的物質。常見的合金有鋁合金、鈦合金、鎂合金、銅合金等。