【正文】 金還具有可焊接性，結(jié)合爆炸法現(xiàn)已被用于制備更大尺寸的非晶合金。 因為大塊非晶中不存在磁晶粒各向異性，通常也沒有沉淀相粒子等對磁疇壁的釘扎作用，所以具有優(yōu)異的軟磁性能，對其進行一定的熱處理可在非晶基體中獲得彌散納米晶微粒，進一步改善其軟磁性能 。 FINEMET 材料的軟磁性的發(fā)現(xiàn)更是引起了廣泛關(guān)注。 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 kg1 電阻率 /μΩ cm3 硬度 /hg 大塊非晶合金的形成機制 合金在緩慢冷卻時易形成晶體，在快冷的條件下則可形成非晶態(tài) ，如圖 1所示， 在非晶合金的發(fā)展過程中， Turnnull 的連續(xù)形核理論在解釋非晶形成動力學和闡述玻璃轉(zhuǎn)變的特征方面發(fā)揮了重要作用。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。 Inoue還給出了大塊非晶合金形成機理的唯象解釋。 成分結(jié)構(gòu)條件 對已獲得的大塊非晶體系從以下幾個方面進行分析，從合金成分設計的角度來看，組成合金的各原子之間差異越大，越有利于形成隨機密堆結(jié)構(gòu)，有利于形成非晶，實驗表明主要組元原子尺寸差超過 13 ，可以大大提高合金的非晶形成能力。 綜上所述，影響玻璃形成能力的因素有：合金由多種組元構(gòu)成，組成合金的主要組元原子直徑差大于 13 。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。 根據(jù)熱力學原理，合金系統(tǒng)自液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變時自由能變化可表述為／ xG=△ H— TAS，合金組元數(shù)的增多無疑使熔化熵 AS 增值，原子稠密無序排列程度增大，有利于△ H 值的減小和液／固界面能的增大，因而非晶形成能力大的合金都是 3 個以上組元的合金系，同時也降低了結(jié)晶的驅(qū)動力，增加了非晶 形成能力。 所以大塊非晶形成的熱力學條件是：由于液相中原子之間的強烈結(jié)合反應和原子尺寸差，從而使得液固相之間具有小的熵變 s，低的焓變 H，小的自由能差 G，降低了結(jié)晶驅(qū)動力，從而增大了合金的非晶形成能力。因此，分析非晶形成動力學與結(jié)晶動力學所要考慮的因素是一致的。△ 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。 大塊非晶合金的研究進展 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國對非晶合金的研究從 1976 年開始，國家科委一直將非晶合金的研究、開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化列入重大科技攻關(guān)項目。 國內(nèi)關(guān)于大塊非晶合金的研究主要集中于中科院物理所、金屬所 ，現(xiàn)在各大學也加大了對非晶的研究力度?，F(xiàn)在已經(jīng)可以制備出多種有自主知識產(chǎn)權(quán)的大尺寸塊體非晶體，并在塊體非晶結(jié)構(gòu)、形成規(guī)律、力學和物理性能以及 應用開發(fā)等方面做出了很多有特色的工作，引起國際同行的廣泛關(guān)注和重視。 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。 Cu168。 Si B。 6 目前國外關(guān)于大塊非晶合金的研究主要集中在日本和美國 ，尤其是日本東北大學材料研究所的井上明久和美國的 Johnson研究小組。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)。 香港科技大學劉錦川教授在題為“大塊非晶合金的研究進展”的主題評述報告中指出：塊體非晶合金由于與各種傳統(tǒng)材料相比具有更為優(yōu)異的物理、化學、力學性能及精密成型性，在航空航天器件、精密機械、信息等領域顯示出重要的應用價值。 與會專家認為，非晶態(tài)材料如金屬玻璃的結(jié)構(gòu)及其表征是凝聚態(tài)物理和材料科學領域中長期存在的熱點和難點之一。與會專家在介紹非晶合金結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展動態(tài)、液體脆性研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀等內(nèi)容的基礎上建議，應采用同步輻射和中子等先進實驗技術(shù)，結(jié)合先進理論計算技 術(shù)，來研究過熱、深過冷金屬熔體和非晶態(tài)合金的原子結(jié)構(gòu)；在極端條件下 (高溫、高壓和拉伸 )研究非晶合金的原子結(jié)構(gòu)，加深人們對非晶合金本質(zhì)的認識。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。我國在該領域已具有一定的人才積累和研究基礎，相信經(jīng) 過努力能使我國在非晶合金研究領域走在世界前列，為提升我國在高技術(shù)領域的競爭力打下堅實基礎。非晶合金變形行為和力學性能的尺度效應在非晶合金應用和理解宏觀變形機制方面都具有重要意義。非晶合金剪切應變很可能通過原子團7 (剪切轉(zhuǎn)變區(qū)， $TZ)的運動實現(xiàn)，而探明 STZ 的尺度則是理解非晶合金局域化剪切變形物 理機制的重要一環(huán)。 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。但是， 與我國科學家的理論研究成就相比，該領域中的應用研究相對比較薄弱 。 大塊非晶合金制備技術(shù)研究 Duwez在 1960年采用銅輥快淬法制備出 Au— Si 系非晶合金條帶，這是第一次用快速冷卻 (冷卻速度達到 106 K／ s)的方法制備而成的非晶合金。在 90年 代初，日本東北大學的 T． Masumoto 和 A． Inoue等人發(fā)現(xiàn)了具有極低臨界冷卻速率的多元合金體系，通過水淬法或銅模鑄造法制備出毫米級的非晶合金，這也是首次發(fā)現(xiàn)不含貴金屬的毫米級大塊非晶合金形成體系。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。另外還有以下幾種方法：非晶條帶直接復合爆炸焊接、磁懸浮熔煉銅模冷卻法、深過冷加液淬法、摻雜、替換法、落管法。 (2)采用高純惰性氣體保護，盡量防止氧化。 吸鑄法 8 吸鑄法是制備非晶合金最常用、也是最方便的方法。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。其基本原理如下：將高純度的母合金置于底部具有一定小孔的坩 堝中，銅模置于坩堝下面，銅模的下端始終與真空系統(tǒng)相連。母合金完全熔化