金属玻璃及其研究新进展共28页

材料科学中的金属玻璃研究金属玻璃（Metallic glass），是由金属元素组成的非结晶体材料，具有非常特殊的凝固方式，与普通的晶态材料十分不同。

金属玻璃的凝固速率极快，比普通的晶态金属快上数千倍，也因此在金属玻璃的形成过程中，金属原子被强制“顺应”非常快的凝固速度，从而形成高度有序的结构，这一点与晶态结构形成的原理是不同的。

金属玻璃的研究在过去的几十年中一直备受科学家关注。

在20世纪50年代，美国科学家Klement、Willens、Duwez首先制备出了一种具有玻璃结构的金属合金，他们的研究标志着金属玻璃研究的开始。

此后，研究者们对金属玻璃的物理性质、制备和工艺等方面进行了探索，并取得了很多重要的研究成果。

金属玻璃的制备需要极高的制备速度和降温速度，常见的制备方法有快速凝固技术、化学合成和物理气相沉积等。

其中最常用的快速凝固技术包括单蒸发法、双蒸发法、拉伸法、电极感应升华法等等。

不同的制备方法会影响合金的结晶,进而影响合金的物理性质。

金属玻璃的物理性质远远优于晶态材料，它具有高硬度、高强度、高弹性模量、高阻尼等特点。

另外，由于金属玻璃没有晶体结构的限制和缺陷，它具有很好的塑性，这使得金属玻璃可以作为新型材料在一些工业领域中发挥重要作用。

例如，目前有些厂商已经成功地将金属玻璃制成汽车轮毂、飞机外壳等部件，其轻质化，降耗、安全性能大为增强。

另外，由于金属玻璃的很多物理性质具有非晶材料的特点，因此它可以被用于制造存储介质、传感器、太阳能电池、磁性存储材料等电子元器件。

目前，金属玻属性能储存效率的研究最具有前景的应用领域就是非易失存储器领域。

其可以提供更高的存储密度和读写速度，有望替代传统的闪存和硬盘。

总体来说，金属玻璃作为一种新型材料，拥有着非常特殊的物质结构和优异的物理性质，在科研和工业生产中。

目前，相应领域的科学家们正在不断地推进金属玻璃的研究和发展，以期利用其独特的性质，开发出更加先进、实用的材料，并将其应用于更多的领域。

非晶态金属玻璃的制备与性能研究一、引言非晶态金属玻璃是一类新型材料，它具有高硬度、高强度、耐磨损、高韧性、优异的导电性和磁性等特点，在金属材料和非晶态材料之间具有独特的性质。

由于其材料性质的优异特点，非晶态金属玻璃得到了广泛的应用。

本文将详细介绍非晶态金属玻璃的制备与性能研究。

二、非晶态金属玻璃的制备1. 熔铸法熔铸法是最常见的制备非晶态金属玻璃的方法。

该方法是先将所需金属放入石英坩埚中，然后加热至金属熔化，最后快速冷却。

由于非晶态金属玻璃的制备需要快速冷却，石英坩埚可以提供高温和快速冷却的环境，所以熔铸法是非晶态金属玻璃制备的理想方法。

不过熔铸法制备非晶态金属玻璃需要专业的实验室设备和经验丰富的技术人员。

2. 溅射法溅射法是一种将固体材料制成薄膜的方法，也可以用来制备非晶态金属玻璃。

该方法是将所需金属放到离子源中，让离子源中的离子化金属与辅助气体发生反应，反应产物降落在基板上形成薄膜。

溅射法在制备非晶态金属玻璃时需要控制离子源中金属原子的离子化能力和基板的温度等参数，才能制备出合适的非晶态金属玻璃薄膜。

3. 快速凝固法快速凝固法是一种将液态金属迅速凝固成固态的技术，也可以用于制备非晶态金属玻璃。

该方法是将液态金属喷洒在高转速的转轮上，通过惯性力和表面张力使其成为薄片形式而迅速冷却。

快速凝固法制备非晶态金属玻璃的关键在于控制转轮的转速和液态金属的喷洒条件，这可以影响非晶态金属玻璃的制备效果和性能。

三、非晶态金属玻璃的性能研究1. 耐腐蚀性非晶态金属玻璃的耐腐蚀性表现出色，在许多腐蚀介质下不仅耐蚀而且还十分稳定。

这种性质使得非晶态金属玻璃在领域中被广泛应用，比如化学、配电、航空等领域。

2. 金属和非晶态材料的双重性质非晶态金属玻璃同时具有金属和非晶态材料的双重性质。

它既有像金属一样的高导电性和高磁导率，又有非晶态材料的热稳定性和耐磨损性。

3. 优异的磁性非晶态金属玻璃具有相对较高的饱和磁通量密度和低的磁滞损耗，使其应用于磁电转换、电动车辆和磁储存等领域具有重要的意义。

76魁科■技2019年•第4期金属玻璃断裂韧性的研究进展◊长江大学机械工程学院江李瑞■金属玻璃由于有特殊的结构，它和传统的晶体材料相比较而言，具有不一样的变形和断裂的方式，它的发明和研究历史悠久，是研究材料科学和凝聚态物理问题方面中重要的模型，具有比较广泛的应用前景。

本文通过制备出Zr^Tig Ni10Cu12.5Be a5,Ce68Al10Cu?0Co2和Fe^Co^r^MOj^C^B^三种金属玻璃，利用大量的压缩实验及其测试，从而描绘出应力应变曲线，说明不同种类的金属玻璃的断裂韧性特征，同时也对材料力学的有关知识进行归纳总结。

金属玻璃是有比较高的强度和硬度，耐腐蚀性能和耐磨性能特别优异，在结构材料的领域中具有非常广泛的应用前景，但是金属玻璃的结构非常接近液态，它是一种短程有序、长程无序的均匀结构％1金属玻璃的断裂行为1.1韧性金属玻璃的断裂行为错基、钛基、铜基、钳基、金基等是韧性金属玻璃的范轴，它们的断裂韧性值K*一般>30MPa.ni1™,有的还>150MPa.m U2B1o在压缩应力状态下，韧性金属玻璃的剪切带出现张开断裂的情况非常少，但是一定的宏观塑性变形有可能发1.2脆性金属玻璃的断裂行为脆性金属玻璃在一般条件下会在钻基、铁基、镁基、稀土基等体系中存在，一般％c<10MPa.m吨。

通过图2可以看出，脆性金属玻璃的断口上不容易看到脉络的花样，有跟氧化物玻璃类型等传统脆性原理断裂相似的断口形貌旳，也就是以下3个区，包括镜面区、模糊区和粗糙区。

2金属玻璃的强度理论2.1Mohr—Coulomb准则Mohr-Coulomb准则给出的屈服条件可用以下表达式:T+fJL<T=T (1)通过图3a可以看出，在正-切应力空间，Mohr-Coulomb准则给出的临界失效线是直线；通过图3b可以看出，内摩擦系数在拉伸和压缩时可能不同，即ji TM jl C;通过图3c可以看出，T。

Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成能力与力学性能的开题报告1. 研究背景金属玻璃是一种没有长程有序排列的金属结构，与晶态金属相比其具有许多独特的力学、热学、电学等性质。

随着合金材料的不断研究和发展，金属玻璃也得到了越来越多的关注。

特别是在高性能材料方面，金属玻璃的应用前景广阔。

Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃是一类新型的金属玻璃材料，具有优异的性能和前景。

其主要优点包括高强度、高韧性、高耐腐蚀性、高导电性等。

近年来，学者们已经开始关注Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的制备技术和性能研究。

本文旨在探究Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成能力与力学性能。

2. 研究目的本研究的主要目的是：（1）探究Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成能力；（2）通过对Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的硬度、韧性、强度等力学性能的测试，评估其力学性能。

3. 研究方法（1）制备Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃。

采用注射铸造的方法，在高压下将金属液注入预先准备好的铸型中，从而制备出Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃。

（2）利用X射线衍射分析、差热分析等技术对制备的Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃进行结构分析，探究其形成机制。

（3）采用万能试验机测试制备的Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的力学性能，如硬度、韧性、强度等。

4. 预期结果预期本研究可得到以下结果：（1）探究Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的形成机制，解释其形成能力。

（2）评估Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的力学性能，包括硬度、韧性、强度等。

（3）提出Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃的应用前景，为其在材料领域中的进一步研究和应用奠定基础。

5. 研究意义Mg-Cu(Ag)-Gd块体金属玻璃具有许多优秀的性能，包括高强度、高韧性、高耐腐蚀性、高导电性等。

研究其形成能力和力学性能，有助于深入了解其微观结构和性能，为其在材料领域的研究和应用提供科学依据。

Study on the Properties of MetallicGlasses随着科学技术的不断进步，人类的材料科学研究发现了一种特殊的材料——金属玻璃，即金属非晶态材料，具有常规晶体金属所没有的特殊物理性质。

金属玻璃广泛应用于航空航天、生物医学、结构工程等领域，并显示出强大的市场前景。

因此，本文将对金属玻璃的性质进行研究和探索。

第一部分：金属玻璃的概述金属玻璃一般指是在玻璃化温度以上抑制结晶而形成的非晶态金属性质材料。

其结构低配合数、中程有序，是由一定比例的金属元素组成的混合物。

它没有规则的晶体结构而呈现出类似玻璃的非晶态结构。

相较于晶体金属，金属玻璃具有许多独特的性质。

例如，金属玻璃具有超高强度、硬度高、引伸强度大、电导率低等性质，因此广泛用于新能源、制造技术及医学等领域。

第二部分：金属玻璃的热稳定性金属玻璃是由未结晶的原子堆积组成的非晶态材料，其缺陷密集程度相当高。

相比之下，晶体金属由于其具有有序的原子堆积结构，缺陷密度相对较低，因此其稳定性相对于非晶态金属高很多。

在高温，金属玻璃容易发生结晶反应，形成晶粒，从而使原有的非晶态结构发生变化。

所以，金属玻璃在热稳定性上存在缺陷，需要通过控制制备条件来提高其稳定性。

同时，也需要进一步研究非晶态金属的结构与稳定性之间的关系，以为高温环境中的金属玻璃提供更好的保护。

第三部分：金属玻璃的磁学性质金属玻璃表现出非常丰富的磁学性质。

其中，玻璃结构中的金属元素原子之间产生无规则的磁耦合作用，导致金属玻璃具有很强的玻璃磁性。

此外，金属玻璃还表现出温度和磁场控制的玻璃相变现象。

通过控制金属玻璃的冷却速率、成分组成、外加磁场等条件，可以实现强磁性金属玻璃相变的实验研究。

对于磁体材料、数据存储及传感器中的磁性应用，金属玻璃的磁学性质提供了新的思路和可能性。

第四部分：金属玻璃的应用前景金属玻璃具有高强度、硬度高、韧性好、引伸强度大、成型性好等特点，被广泛应用于制造技术、新能源及医学等领域。

非晶态金属玻璃材料的制备及其性能研究非晶态金属玻璃是一种在近几十年才逐渐被人们所关注和研究的材料，是由金属元素在特定条件下熔融并迅速冷却而形成的一种非晶态固态材料。

它具有诸如高硬度、高韧性、高强度等多种良好的物理和化学性质，因此在工业领域和科研领域中都有着广泛的应用前景。

本文旨在探讨这一材料的制备方法和性质研究。

一、制备方法1. 快速凝固法快速凝固法是目前制备非晶态金属玻璃最常用的方法之一。

这种方法的基本原理是在熔融状态下，通过高速淬冷的方式将金属元素迅速固化，使其无法形成晶体结构而形成非晶态结构。

常用的快速凝固方法包括惯性淬火法、溅射法和激光熔覆法等。

2. 等温淬火法等温淬火法是一种在金属元素熔融的状态下，通过恒温淬火使其金属元素达到非晶态结构的方法。

该方法相比于快速凝固法更为简单，但需要对温度、时间等参数进行较为严格的控制。

3. 无定形合金化技术无定形合金化技术是一种将不同种类的金属元素混合在一起，并在熔融状态下迅速冷却使得元素在凝固后出现像非晶体的材料。

这种方法在制备非晶态金属玻璃中应用较广泛。

二、性质研究1. 硬度非晶态金属玻璃的硬度一般较高。

研究表明，非晶态金属玻璃的硬度与其原子间结合方式和结构有关，而且硬度随着玻璃中金属原子之间的共价键的增加而增加。

2. 弹性模量弹性模量是材料在受到外力作用下产生形变时抵抗变形的能力的一种度量。

一般来说，非晶态金属玻璃的弹性模量较高。

同时，弹性模量的大小会受到玻璃中金属原子之间的键强度和键长等因素的影响。

3. 压缩塑性和弯曲塑性非晶态金属玻璃具有较好的塑性，可以在极端条件下产生较大的塑性变形。

在实际应用中，它可以作为制备高强度、高塑性的材料使用。

4. 腐蚀性虽然非晶态金属玻璃具有高硬度和带有一定的耐腐蚀性，但在化学腐蚀剂作用下，它仍然会发生腐蚀。

因此，在实际应用中需要对其进行防护和保护。

三、应用前景由于非晶态金属玻璃具有独特的物理和化学性质，因此具有广泛的应用前景。

新型“块体金属玻璃”在美国研制成功
李蔚
【期刊名称】《功能材料信息》
【年(卷),期】2005(2)1
【摘要】据报导，一种新型“金属玻璃”日前在美国橡树岭国家实验室研制成功。

这个在科学界引起轰动的成果，出自两名华裔科学家之手。

金属是一种典型的晶体材料，它的许多特性是由内部晶体结构决定的；而玻璃却是一种非晶体材料。

1960年，美国科学家杜威等首先发现某些液态贵金属合金在冷却速度非常快的情况下会成为非晶态金属，
【总页数】1页(P77)
【作者】李蔚
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG14
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