据报道，杜克大学、哈佛大学以及耶鲁大学组成的一材料研究团队发现了一种可以预测哪种合金能形成非晶态金属的方法，这项成果为研究高强度、导电新材料的可能性铺平了道路。该研究结果目前已经发表在自然通讯杂志上。

　　下面就和大家一起来了解下上面所提到的非晶态金属。

　　视频：什么是非晶态金属（金属玻璃）

　　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）。一般地，具有这种无序结构的非晶态金属可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”，所以非晶态金属又称为“金属玻璃”或“玻璃态金属”。

非晶态金属微观组织

　　非晶态金属的制备方法

液相骤冷法

　　熔融金属通过急冷凝固（105-108K/s)形成非晶粉末、丝、条带。对于金属材料来说，通常情况下，当金属或合金从液体凝固成固体(例如钢水凝固成钢锭)时，原子总是从液体的混乱排列转变成固体的整齐排列，即成为晶体．因为只有这样，其结构才最稳定．但是，如果金属或合金的凝固速度非常快(例如以10 "C／s的冷却速率将铁一硼合金熔体凝固)，原子来不及整齐排列便被冻结住了，最终的原子排列方式类似于液体，是混乱的，这就是非晶合金．从理论上说，任何物质只要它的液体冷却速率足够快，原子来不及整齐排列就凝固，那么原子在液态时混乱排列并迅速冻结，就可以形成非晶。

气相沉积法

　　气相沉积法是通过加热、溅射等各种手段使金属先变成原子、分子、离子或原子团状态，然后沉积到基板上，形成非晶态金属。此法是从制作非晶态金属磁性薄膜而发展起来的。目前，制造薄膜、超微粉、多层膜以及人造晶格膜经常运用气相沉积法。此法大体上可以分为两大类：一类是物理气相沉积法，包括真空蒸镀法、溅射法、离子束法、ICB(1ion cluster beam)法等；另一类是化学气相沉积法，包括热CVD法、光CVD法和等离子体CVD法．

化学溶液反应法

　　化学溶液反应法包括电解镀膜法和无电解镀膜法。电解镀膜法是早已为人们所知的非晶态金属薄膜制作法，是通过加入电流使金属离子直接还原析出在电极上，其最大特点是简单，能大面积形成非晶态金属薄膜，在材料的防腐等领域中得到了应用。无电解镀膜法是不加电流，而在溶液中加入一些还原剂，靠其化学反应在基板上析出形成薄膜。

固相反应法

　　固相反应法大体上可以分为四大类。

　　第一类是利用电子线、放射线等的照射使金属非晶化；

　　第二类是将两种金属作成间隔为数mm的多层膜，然后在高真空中加热到数百度，靠加热反应形成非晶态金属；

　　第三类是让AB，AB2和AB3型金属间化合物在常温或常温以上的高温中吸收氢气，在金属与氢气反应中形成非晶态金属。

　　第四类是机械合金化法(mechanical alloying，简称MA法)。这种方法是将数种金属粉末混在一起，靠球磨碰撞等机械能量使金属粉末局部破坏、压挤，在微观上混合化、合金化和微粒化，通过局部加热和扩散反应，获得非晶态金属粉末。

　　非晶态金属（金属玻璃）的特点

兼有金属和玻璃各自优点，并克服了各自弊病

　　1) 玻璃易碎，没有延展性；但强度硬度高，耐腐蚀；

　　2) 金属韧性好，有延展性；但硬度低，不耐腐蚀；

良好的综合性能，号称玻璃之王

　　1) 强度高于普通钢，硬度大于多数工具钢；

　　2) 同时还具有一定的韧性。

　　非晶态金属应用实例

变压器使用的非晶铁芯

非晶合金防盗锁扣

非晶高尔夫球杆

　　非晶合金外壳的Vertu手机

本文由公众号检验在线（ID：jianyanzaixian）授权发布，转载请联系原公众号

　　新材料在线商务合作，请联系：王小姐 0755-86060912

点击“阅读原文”下载app