【正文】 與此同時， 國家 電網(wǎng)公司把非晶技術(shù)認定為一項重要的電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)，列入 2021年出版的《國家電網(wǎng)公司重點應用新技術(shù)目錄》 。 13 在產(chǎn)能規(guī)模方面， 2021 年年產(chǎn)量 已達 t， 2021年產(chǎn)能達到 8萬 t 規(guī)模，而根據(jù)其遠期規(guī)劃， 2021年產(chǎn)能將達到 15 萬 t。 目前，安泰科技的非晶材料產(chǎn)品線豐富，主要用于滿足各種特種需求（表 2） 。 (2)從制備工藝上考慮，改變現(xiàn)有的冷卻環(huán)境和控制非均勻形核條件 (如改善模具內(nèi)腔的光潔度、提高原材料純度 )，探尋新的實驗方法和設(shè)備。非 晶是一種亞穩(wěn)材 料，在某些條件下將發(fā)生結(jié)構(gòu)弛豫，向穩(wěn)定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。普通的金屬射彈在沖擊力的作用下變成一種扁平的蘑菇狀，而大塊非晶射彈不同，相反沖擊力的作用會將它的四周撕裂開來，在它鉆進物體的時候，實際上變得更加尖銳，大大提高了其摧毀力。專家預計，到 205010 年，全球的能源消耗將會是目前消費水平的 3倍。大塊非晶具有高的彈性極限和低的楊 氏模量，相對于晶態(tài)材料而言，大塊非晶合金具有更好的彈性。 （ 3）放電等離子燒結(jié) 現(xiàn)在出現(xiàn)了利用放電等離子燒結(jié)技術(shù) (Spark Plasma Sintering，簡稱 SPS)將非晶粉末致密化來制備塊體非晶合金。同時，如何獲得比較潔凈的非晶粉末以減少在固結(jié)成形時的非均質(zhì)形核核心，如何控制合金在過冷溫度區(qū)間的固結(jié)成形工藝參數(shù)以獲得大尺寸的完全非晶樣品等諸多問題還需要進一步研究。由于液態(tài)金屬填充好，熔體充型速度快，玻璃形成能力就高，可直接制備較復雜形狀的大尺寸非晶合金。利用銅模的優(yōu)良導熱性能和高壓水流的強烈散熱效果，可以制備出各種體系塊體非晶。目前大塊非晶合金的制備方法主要有兩類： ①凝固法 ：由于多組元大塊非晶體系具有很高非晶形成能力，其臨界冷卻速率小，故采用一些傳統(tǒng)的金屬熔體凝固技術(shù)即可，如噴射吸鑄法、水淬法、定向凝固法 、溶劑包敷法等； ② 固化法： 即在過冷液相區(qū)采用熱壓或溫壓的辦法將非晶粉末壓制成大塊非晶合金。 與會專家指出，非晶合金是微成型器件的理想材料；應加強對厚非晶帶材、超薄非晶帶材和磁敏傳感元件的開發(fā)；非晶合金在過冷液相區(qū)的超塑成型和鑄造成型是復雜零件成型的主要方法，我國應當加強這方面的研究。專家認為非晶轉(zhuǎn)變過程仍然是一個黑箱，而非晶合金是一個十分復雜的體系，還存在許多需要解決的問題。塊體非晶合金研究是日本文部省 1998 年最大的研究項目； 2021年美國陸軍撥款 3000 萬美元，用于塊體非晶的研 究；此外， 2021年歐共體也專門立項，組織歐洲 10 個重要實驗室聯(lián)合攻關(guān)。 Ni Sn 塊體非晶的形成、熱穩(wěn)定性與力學性能；華中科技大學諶祺等人制備了 zr 基塊體非晶并研究了塊體非晶和復合材料在過冷液態(tài)區(qū)內(nèi)的單向壓縮變形行為?！?Tx大的合金在宏觀上表現(xiàn)出較小的形核率和較慢的長大速率。除此之外，各組元的相對含量、合金中原子的鍵合特征、電子結(jié)構(gòu)、合金的熱力學性質(zhì)以及相應的晶態(tài)結(jié)構(gòu)等對非晶形成能力也有較大的影響。此后，Davis將這些理論用于玻璃體系，估算了玻璃形成的臨界溫度。 表 1 非晶合金與硅鋼的主要物理性能比較 項目 非晶合金 冷軋硅鋼 飽和自感應強度 /T 矯頑力 /A大塊非晶合金在加熱發(fā)生晶化以前存在一個過冷溫度區(qū)間，當過冷液體的粘度達到 10Pa固態(tài)時原子在三維空間呈拓撲無序排列，表現(xiàn)為短程有序、長程無序，呈亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，而且在一定溫度范圍內(nèi)還可以相對穩(wěn)定地保持這種結(jié)構(gòu)。以鐵元素為主的非晶態(tài)合金為例，它具有高飽和磁感應強度和低損耗的特點。1 非晶合金 研究報告 概述 金屬在熔化后，內(nèi)部原子處于活躍狀態(tài)。 由于這樣的特性 ,非晶態(tài)合金材料在電子、航空、航天、機械、微電子等眾多領(lǐng)域中具備了廣闊的應用空間。另外研究發(fā)現(xiàn)大塊非晶合金在過冷液相區(qū)具有超塑性， 也為大塊非晶合金的塑性成型和加工提供了可能。 S 的數(shù)量級時，過冷液體就轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃朴谘趸锊ＡУ?無序結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為牛頓流動狀態(tài)，可以在一個較寬的應變率范圍內(nèi)發(fā)生粘性流動，具有極高的超塑成形能力。 m1 4 30 單位鐵損 /W 2O世紀 80年代末，隨著塊體非4 晶合金的出現(xiàn)，非晶形成理論又有了新的發(fā)展，主要有以 Greer 為代表的混沌理論和 Inoue 的三個經(jīng)驗規(guī)律：① 合金由 3 種以上組元組成；②各組元原子尺寸差別較大，一般大于 12 ；③． 3個組元具有負的混合熱。 熱力學條件 為了制備大塊非晶合金，從熱力學觀點分析 ，它對應于液相轉(zhuǎn)變?yōu)榫鄷r具有極低的自由能差、低的熔化焓△ Hr、高的過冷度△丁 x 和約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度 T 及高的液／固相界面能，這些都將導致低的化學電位而使 Gibbs自由能差降低，因而熱力學驅(qū)動力減小，不容易發(fā)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變，更容易形成非晶。而在過冷區(qū)間內(nèi)，過冷液體結(jié)晶過程中形核率越小和長大速率越慢的合金的非晶形成能力越大。山東大學郭晶等人采用真空回轉(zhuǎn)振動式高溫熔體粘度儀測量了 Gd基大塊非晶形成合金過熱液體的粘度，并計算得到過熱液體脆性參數(shù)；北京科技大學惠希東等人對 Zr基非晶的原子結(jié)構(gòu)進行了研究，重點討論了玻璃結(jié)構(gòu)中的短程與中程有序結(jié)構(gòu)，張勇等人研究了合金化對大塊非晶合金及高熵合金的組織與性能的影響；大連理工大學程旭等人利用團簇線和微合金化方法研究了 Fe— B— Y— Nb 四元合金體系中塊體非晶合金的形成；燕山大學徐濤等人通過原位 x射線衍射測量結(jié)構(gòu)參數(shù)方法，研究了 Fe 。 當前非晶合金研究應把握的關(guān)鍵問題 2021年 4 月 14— 16 日，香山科學會議在北京召開了以“非晶合金材料與物理”為主題的第 347次學術(shù)討論會。就非晶形成過程而言，在非晶態(tài)結(jié)構(gòu)形成前存在各種競爭，非晶合金本身可以認為是一個結(jié)晶被阻礙的結(jié)晶過程終止態(tài)或未完成態(tài)，非晶形成的動態(tài)過程盡管十分復雜，但開展相關(guān)研究十分必要。與會專家一致認為，我國目前在該領(lǐng)域已形成了具有國際水平的研究隊伍，聚集了一批優(yōu)秀的青年科學家，并取得了一批重要的科研成果。它主要利用多組元合金體系的過冷液相穩(wěn)定性高并具有粘滯流動性好的特點，如非晶粉末固結(jié)成形法、高壓鑄造法。這種原理很簡單，設(shè)備共分為 6個部分： (1)真空系統(tǒng)； (2)壓力系統(tǒng)； (3)感應電源加熱系統(tǒng)； (4)噴射系統(tǒng)； (5)測溫系統(tǒng)； (6)模具成形系統(tǒng)。 固結(jié)成形法 目前，大塊非晶主要是通過將液態(tài)金屬迅速冷卻制備的，但是這種方法只能應用在那些高非晶形成能力的合金體系中，并且樣品