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| 非晶態材料 |
非晶態材料也叫無定形或玻璃態材料，這是一大類剛性固體，具有和晶態物質可相比較的高硬度和高粘滯係數（一般在10泊，即10帕·秒以上，是典型流體的粘滯係數的10倍）。
簡介
非晶態材料也叫無定形或玻璃態材料，這是一大類剛性固體，具有和晶態物質可相比較的高硬度和高粘滯係數（一般在10泊，即10帕·秒以上，是典型流體的粘滯係數的10倍）。但其組成的原子、分子的空間排列不呈現周期性和平移對稱性，晶態的長程有序受到破壞；只是由於原子間的相互關聯作用，使其在幾個原子（或分子）直徑的小區域內具有短程序。由於至今尚無任何有效的實驗方法可以準確測定非晶態材料的原子結構，上述定義都是相對而言的。製備非晶態材料的方法很多，最常見的是熔體急冷和從氣相澱積(如蒸發、離子濺射、輝光放電等)。近年來又發展了離子轟擊、強激光輻射和高溫爆聚等新技術，並已能大規模連續生產。一些具有足夠粘度的液體，經快速冷卻即可獲得其玻璃態。1960年P.杜韋斯等人利用很高的冷卻速率，將傳統的玻璃工藝發展到金屬和合金，製成對應的非晶態材料，稱之為金屬玻璃或玻璃態金屬。當射頻加熱線圈將樣品熔融時，開啟閥門，加壓氣流(如He、N、Ar等)衝破聚酯膜片,使樣品從石英坩堝下端的噴嘴急速噴射到冷卻銅塊上，冷速可達10K/s以上，以獲得其非晶態。除少數比較容易形成玻璃態的合金(如Pd-Cu-Si，Pd-Ni-P，Pt-Ni-P等)以外，大部分金屬玻璃的冷卻速率都相當高，一般在10～10K/s，厚度在50μm以內,也有先製成幾十微米以內的非晶態細顆粒，再壓結成塊狀非晶合金的。
評價
作為一類特殊結構的剛性固體，金屬玻璃具有比一般金屬都高的強度（如非晶態 Fe80B20，斷裂強度σF達37kgf/mm，為一般結構鋼的七倍多）；而且強度的尺寸效應很小。它的彈性也比一般金屬好,彎曲形變可達50%以上。硬度和韌性也很高（維氏硬度HV一般在1000～2000左右）。低含鉻的鐵基金屬玻璃(如Fe27Cr8P13C7)的抗腐蝕性遠比不鏽鋼為好。由於原子排列的長程無序，聲子對傳導電子散射的貢獻很小，使其電阻率很高，室溫下一般在 100μΩ·cm 以上，電阻率的溫度係數很小（低於±10K）;在0K時具有很高的剩餘電阻。在某些非晶態合金中（如PdSiCr），電阻在電阻溫度曲線T=Tm時存在一個極小值，當T<Tm時，電阻隨溫度降低而升高，類似於晶態稀釋合金中的近藤效應，其機制尚不清楚。現已報道的非晶態急冷超導合金有15種，其超導轉變溫度為1.5～8.71K，比晶態超導體為低，其特點是耐輻照能力遠比晶態為強。以過渡金屬（鐵、鈷、鎳）為基質的金屬玻璃具有優異的軟磁性能(見磁性材料)，高導磁率和低交流損耗,遠優於商用硅鋼片,可和坡莫合金相比，如(Fe4Co96)(P16B6Al3)非晶態合金的矯頑力Hc≈0.13Oe，剩磁Br≈4500G,有可能廣泛應用於高、低頻變壓器（部分代替硅鋼片和坡莫合金）、磁傳感器、記錄磁頭、磁屏蔽材料等。[1]