《金属快速凝固与非晶材料》第一章
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材料快速凝固技术材料快速凝固技术是一种在材料制备中广泛应用的技术,它能够在短时间内将液态材料迅速凝固成固态材料,广泛应用于金属、陶瓷、塑料等材料的生产中。
本文将着重介绍材料快速凝固技术的原理、分类、应用及未来发展方向。
一、原理材料快速凝固技术的原理基本上是通过控制材料的温度,使得其在短时间内迅速凝固,从而形成固态材料。
在材料制备中,通过急冷或者急速加热的方法,可以使得原本需要较长时间才能固化的材料,在较短的时间内固化成形。
这种技术的应用使得生产周期大大缩短,提高了生产效率和产品质量。
二、分类根据快速凝固材料的不同性质和应用,快速凝固技术可以分为几种主要类型。
其中包括:凝固剂辅助技术、电磁场快速凝固技术、激光快速凝固技术、等离子体喷涂技术等。
这些技术在实际应用中有着不同的特点和适用范围。
凝固剂辅助技术通过添加特定的凝固剂来加速材料的固化过程,而电磁场快速凝固技术则是利用电磁场对材料进行加热和冷却,从而使其迅速凝固。
三、应用材料快速凝固技术在金属、陶瓷、塑料等材料的制备中有着广泛的应用。
在金属领域,通过快速凝固技术可以制备出具有优异性能的非晶态合金,提高了材料的硬度和强度,同时降低了材料的成本。
在陶瓷领域,快速凝固技术可以制备出致密的陶瓷材料,改善了材料的力学性能和耐磨性能。
在塑料领域,通过快速凝固技术可以制备出高分子量的聚合物材料,提高了材料的稳定性和耐热性能。
四、未来发展方向随着材料科学和工程技术的发展,材料快速凝固技术也将不断得到完善和拓展。
未来,随着新型材料的不断涌现,材料快速凝固技术将在材料制备和加工中发挥更为重要的作用。
随着新能源、新材料等领域的不断发展,对材料快速凝固技术的需求也将不断增加,预计其在未来会有更广泛的应用和发展空间。
材料快速凝固技术作为一种在材料制备中广泛应用的技术,具有重要的意义。
通过其快速凝固的原理和多样化的应用,不仅提高了材料制备的效率和质量,还为材料领域的发展带来了新的机遇和挑战。
快速凝固技术摘要本文主要通过对快速凝固的发展及现象分析了快速凝固的一些基本原理,阐述了快速凝固的实现途径及快速凝固的一些方法,然后从快速凝固的原理出分,简单介绍了凝固技术在非晶制备过程中的应用。
关键字:快速凝固非晶合金凝固原理1.引言在金属凝固过程中,凝固系统的传热强度及凝固速率对凝固过程及合金组织有着直接而重要的影响。
快速凝固指的是在比常规工艺过程中快得多的冷却速度下,金属或合金以极快的速度从液态转变为固态的过程。
快速凝固是通过合金熔体的快速冷却(≥104~106KS-)或非均匀形核被遏制,是合金在大的过冷度下发生高生长速率的凝固。
采用快速凝固技术制备快速凝固微晶,准晶,非晶等非平衡亚稳新型结构及功能材料,是提高传统金属材料性能,挖掘现存材料性能潜力和研究开发高性能新材料的重要手段之一。
利用快速冷却的技术不仅可以显著改善合金的微观组织,提高其性能,而且可以言之在常规铸造条件下无法获得的具有优异性能的新型合金。
2.快速凝固简述快速冷却技术起源于1960年Duwez教授采用独特的急冷急速使金属凝固速度道道106K/s 而制备出的Au75Si25非晶合金薄带。
他们的发现,在世界的物理冶金和材料学工作者面前展开了一个新的广阔的研究领域。
在快速凝固条件下,凝固过程的一些传输现象可能被抑制,凝固偏离平衡。
经典凝固理论中的许多平衡条件的假设不再适应,成为凝固过程研究的一个特殊领域。
进入70年代,非晶态材料领域的研究更为活跃,可制备出连续的等截面长薄带技术得到了发展,金属玻璃(Metagla)非同寻常的软磁性(高饱和磁化强度、非常低的矫顽磁性、零磁颈缩和高电阻率),促进了该领域的研究,同时也推动了这些新型磁性材料(尤其是变压器磁芯材料)的应用和发展; 80年代,可制备Φ300、Φ200管;90年代,可制备Φ600,长1M的管、坯。
在凝固过程中获得足够高的冷却速度需满足两个重要条件,首先,在理想冷却过程中,凝固冷速T与截面厚度Z(mm)有以下关系:T=104Z-2表明凝固冷速与截面Z的二次方成反比。