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非晶超微晶（纳米晶）合金知识简介非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10－20纳米的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为超微晶或纳米晶材料. 纳米晶材料具有优异的综合磁性能:高饱和磁感(1.2Ｔ)、高初始磁导率(8万)、低Hc(0.32A/M）, 高磁感下的高频损耗低（P0.5T／20kHz＝30W/kg）,电阻率为80 微欧厘米，比坡莫合金(50-60微欧厘米)高,经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9)或低Br值(1000Gs). 是目前市场上综合性能最好的材料;适用频率范围：50Hz-100kHz，最佳频率范围：20kHz-50kHz.广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯.等．非晶合金的特点及分类非晶合金是一种导磁性能突出的材料，采用快速急冷凝固生产工艺，其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，它与硅钢的晶体结构完全不同，更利于被磁化和去磁。
典型的非晶态合金含80%的铁，而其它成份是硼和硅。
非晶合金材有下列特点：（1）非晶合金铁芯片厚度极薄，只有20至30um，填充系数较低，约为0．82。
（2）非晶合金铁芯饱和磁密低。
（3）非晶合金的硬度是硅钢片的5倍。
（4）非晶合金铁芯材料对机械应力非常敏感，无论是张引力还是弯曲应力都会影响其磁性能。
（5）非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10％，而且不宜过度夹紧。
非晶合金具有的高饱和磁感应强度、低损耗（相当于硅钢片的1/3～1/5）、低矫顽力、低激磁电流、良好的温度稳定性等特点。
非晶合金可以从化学成分上划分成以下几类：（1）铁基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)铁基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度（1.54T），铁基非晶合金与硅钢的损耗比较：磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70％。
非晶态合金材料的制备及应用随着科技的不断发展，人们对材料的需求也越来越高，尤其是在新能源、高速交通、电子信息等领域，对材料性能的要求更是严苛。
非晶态合金材料作为一种新材料，其具有优异的物理性能、化学性能、机械性能以及独特的制备工艺，在现代工程领域得到了广泛的应用。
本文将深入探讨非晶态合金材料的制备及应用。
一、非晶态合金材料的概念非晶态合金材料（Amorphous metal）是指在快速冷却过程中自发形成无定形结晶状态（非晶态）的金属合金材料。
它是一种为获得非晶态而制备的合金材料，由于材料的玻璃状无定形结构，具有许多传统合金所不具备的优秀机械性能、防腐性能、磁性能等。
二、非晶态合金材料的制备方法目前，非晶态合金材料的制备方法主要有四种：快速凝固法、溅射法、电化学合成法和机械法。
1、快速凝固法快速凝固法是指将高温熔融状态的合金，以极快的速度（几千℃/s）冷却固化，使其形成非晶态的制备方法。
常用的快速凝固方法有液滴冷却法、快速旋转法、单辊震荡法、直流磁控溅射法等。
2、溅射法溅射法是指在真空或惰性气体氛围下，将靶材表面原子部分蒸发后沉积在基板上形成薄膜的制备方法。
溅射合金材料大多是非晶态的。
溅射法制备的非晶态合金材料具有制备工艺简单、制备速度快等优点。
3、电化学合成法电化学合成是将金属阳极和对应离子溶液中的阴极通过外电路连接在一起，在电解的过程中通过氧化还原反应，将阳极上的金属元素离子还原并沉积在阴极表面，形成非晶态合金薄膜的制备方法。
4、机械法机械法是指通过机械能量改变材料的结构形态，制备非晶态合金材料的制备方法。
机械法制备的非晶态合金材料具有制备易度高、无需真空高温、不易受到氧化损害等优点。
三、非晶态合金材料的应用领域1、新能源领域非晶态合金材料在新能源领域中具有广泛应用。
比如，用非晶态合金材料代替传统铜线制造变压器，能够大大提高能源利用率和变压器的性能；将非晶态合金材料与锂离子电池等新型蓄电池的电极材料组合在一起，能够大幅提升其能量密度和循环寿命等性能；非晶态合金材料也是太阳能电池制造材料的新方向。
非晶纳米晶磁芯引言非晶纳米晶磁芯是一种新型的磁性材料，具有优异的磁性能和应用潜力。
它在电子设备、能源转换和储存等领域具有广泛的应用前景。
本文将从非晶材料的基本特性、制备方法、磁性能以及应用方面进行详细介绍。
非晶材料的基本特性非晶材料是指没有明确的晶体结构，具有无序排列的原子结构。
相对于传统的多晶材料，非晶材料具有以下几个基本特性：1.高硬度：非晶材料由于原子排列无序，其内部不存在长程有序结构，因此具有较高的硬度。
2.低磁滞损耗：非晶材料由于没有明确的磁畴结构，可以有效降低磁滞损耗。
3.宽工作温度范围：非晶材料具有较高的玻璃化转变温度，可以在较宽的温度范围内工作。
4.优异的软磁性能：非晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力，适用于高频应用。
非晶纳米晶磁芯的制备方法非晶纳米晶磁芯的制备方法主要包括物理气相沉积法、溶液法和快速凝固法等。
1.物理气相沉积法：该方法通过在惰性气体环境中将金属材料蒸发，然后在基底上沉积形成非晶纳米晶薄膜。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的均匀性和良好的磁性能。
2.溶液法：该方法是将金属盐溶液与还原剂混合，通过控制反应条件使金属离子还原并沉积形成非晶纳米晶材料。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的化学均匀性和可扩展性。
3.快速凝固法：该方法通过将金属材料迅速冷却至超过其玻璃化转变温度以下，使其形成非晶态结构。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力。
非晶纳米晶磁芯的磁性能非晶纳米晶磁芯具有优异的磁性能，包括高饱和磁感应强度、低矫顽力、低磁滞损耗和宽工作温度范围等。
1.高饱和磁感应强度：非晶纳米晶材料由于其无序排列的原子结构，使得其具有较高的饱和磁感应强度。
这使得非晶纳米晶磁芯在高频应用中具有更好的性能。
2.低矫顽力：非晶纳米晶材料由于其无序结构，使得其具有较低的矫顽力。
这使得非晶纳米晶磁芯在电源变换器等高频电路中表现出更好的性能。
3.低磁滞损耗：非晶纳米晶材料由于没有明确的磁畴结构，可以有效降低磁滞损耗。
非晶态合金的研究与应用非晶态合金是一种新型材料，它由于拥有优异的耐热、耐腐蚀、高强度等特性，近年来在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
本文将就非晶态合金的研究进展、应用现状以及未来展望进行探讨。
一、研究进展非晶态合金是指其晶体结构为无定形或近似无定形的金属合金，具有独特的物理、化学、机械等性质。
20世纪60年代初期，普鲁士莱茵的巴赫曼等人首次制备出铌基非晶态合金，此后，非晶态合金的研究逐渐成为材料科学的一个重要研究方向。
经过多年的研究，目前已经开发出了包括铁基、镍基、铜基、铝基、镁基等各种类型的非晶态合金，并对其晶体结构和性质进行了深入的研究。
二、应用现状1. 航空领域非晶态合金由于具有高强度、高韧性、耐热、耐腐蚀等特性，被广泛应用于航空领域。
例如，美国洛克希德公司利用非晶态合金制造出了一种新型航空发动机，其在空气动力学性能、噪音减小等方面都有明显优势。
2. 汽车领域非晶态合金在汽车领域的应用也越来越广泛。
一方面，它可以用于汽车发动机的关键零部件，例如气门、软驱动轮等，提高汽车的使用寿命和性能。
另一方面，非晶态合金可以制成优质的碳纤维强化复合材料，用于汽车的车身和车架等关键部件。
3. 电子领域非晶态合金在电子领域的应用也十分广泛。
例如，可以用于制造具有高密度、高性能的磁存储器件；也可以用于制造高效、节能的电力变压器。
三、未来展望目前，非晶态合金的研究已经向材料的多功能化、多组分化、形状记忆等方向发展。
未来，非晶态合金的研究方向将主要集中在以下几个方面：1. 研究制备大块非晶态合金目前，非晶态合金的制备还存在着一些难点，如制备简便度较低、生产成本较高等问题。
因此，未来将继续探索新的制备方法，力争制备大块非晶态合金。
2. 规模化应用目前，虽然非晶态合金在各个领域得到了广泛应用，但其规模化应用还面临着很多困难。
因此，未来将加大推广力度，促进非晶态合金的规模化应用。
3. 多功能化材料的开发除了单一的材料特性，未来非晶态合金的研究将探索其多功能化应用。
非晶合金的材料性能及应用研究非晶合金是一种由金属元素和非金属元素组成的材料，相比于传统的晶体合金，它具有更高的硬度、强度和耐磨性，同时具备优异的电学性能和磁学性能。
这让非晶合金在各种领域的应用范围变得更加广泛。
本文将探究非晶合金的材料性能及其在不同领域的应用研究。
一、非晶合金的材料性能1. 硬度和强度非晶合金具有高硬度和强度，可以使用在制造坚硬的工具上。
它的硬度可达到传统合金的两倍以上，这使得非晶合金在制造挖掘机、矿山开采设备、汽车零部件、切削刀具等领域具备显著的优势。
同时，非晶合金在抗疲劳性方面也具有很好的表现，比普通金属材料更耐久。
2. 耐腐蚀性非晶合金在抗腐蚀性方面也表现出色，可以在潮湿的环境和强酸强碱的环境中保持材料的完整性和性能稳定性。
这使得非晶合金成为了可制造食品和药品等领域中使用的材料。
3. 电学性能非晶合金在电学性能方面表现出色。
它具有比普通金属更高的电导率和磁电感应率，因此在制造高频电子设备、变压器、电感器、电动机等领域具备巨大的潜力。
非晶合金还能够制作可折叠的薄膜电子器件，这在未来的设备制造中具有广泛的应用前景。
4. 磁学性能非晶合金在磁学性能方面也有不错的表现。
它能够制作出高性能的磁性材料，具有高饱和磁感应强度和低损耗，这让它在电磁感应器材制造、电动汽车马达、磁盘存储等领域中发挥了重要的作用。
非晶合金可以通过改变合金成分和处理工艺来调节其磁性能，因此具备很大的可调性。
二、非晶合金在不同领域的应用研究1. 电子工业非晶合金在电子工业中的应用越来越广泛。
例如，利用非晶合金来制作电磁感应器件，可以大大提高电磁感应器件的效率和自感系数，同时也减少了器件的尺寸和重量。
在手机、电脑、平板电视等电子设备中，也可以采用非晶合金来替代传统的磁性材料，从而提高电子设备的性能和稳定性。
2. 汽车工业汽车工业是一个非晶合金材料应用领域十分广泛的行业。
利用非晶合金来制造汽车引擎和转向器等部件，可以提高汽车的燃油效率和性能稳定性。
非晶合金材料的性质与应用近年来，非晶合金材料备受科学研究和工业界的关注。
相比传统的晶体材料，非晶合金具有着独特的性质和广泛的应用领域。
本文将介绍非晶合金材料的基本性质，制备方法以及应用领域。
一、非晶合金的基本性质非晶合金又称非晶态材料（amorphous material）或无序态材料（non-crystalline material），是相对于晶体材料而言的。
晶体材料的原子排列有着高度的有序性，而非晶合金的原子排列则是无序的。
这种无序的原子排列形成了非晶结构。
由于无序化的原子间距接近，使得非晶合金具有着高密度、高硬度、高刚性等性质。
同时，非晶合金还具有以下特性。
1. 高弹性变形极限：非晶合金的原子无序排列使其具有更高的弹性变形极限。
这使得非晶合金在制造弹簧，弹簧片等金属制品时非常有用。
2. 优良的抗腐蚀性：非晶合金对环境中的氧、氢等化学物质具有很好的耐腐蚀性。
利用这一特点，非晶合金可以用于制造飞行器或船舶等在恶劣环境下工作的设备和构件。
3. 高温稳定性：非晶合金具有较高的熔点和热稳定性，这使得非晶合金可以用于制造高温元件。
4. 优良的磁性：一些非晶合金具有很好的磁性，因此可以用于制造高性能变压器，发电机等电力设备。
二、非晶合金的制备方法制备非晶合金材料的方法很多，目前主要有下面这几种。
1. 溅射法（sputtering）：这种方法使用离子束轰击固体靶材，将金属原子或化合物原子强制剥离出来并匀速沉积在基底上。
该方法成本较高，适用于制备小量的非晶合金材料。
2. 快速凝固法（rapid solidification process）：是指将金属或合金液体急剧冷却，达到快速凝固和非晶化的目的。
该方法适用于大规模制备非晶合金材料。
3. 化学还原法（chemical reduction method）：这种方法利用化学反应，在铁离子溶液中加入适量的还原剂，达到非晶化的目的。
此法适用于制备一些具有特殊特性的非晶合金材料。
非晶产业的发展趋势 非晶产业的发展趋势
引言 非晶材料是指其原子结构不呈现周期性的固体材料，具有无序、均匀的结构和物理特性。由于其独特的结构和性能，非晶材料在各个领域具有广泛的应用前景，如电子、光学、能源等。本文将分析非晶产业的发展趋势，通过对当前的技术进展和市场变化的分析，展望非晶产业未来的发展方向和机遇。
一、技术进展 1. 新材料的研发 随着科技的不断进步，新材料的研发成为非晶产业发展的重要驱动力。目前，研究人员已经成功合成了多种新型非晶材料，如非晶碳、非晶金属合金、非晶聚合物等。这些新材料具有优异的性能，能够满足不同领域的需求。例如，非晶碳具有优良的导电性和导热性，可应用于电子元器件的制造；非晶金属合金具有高强度和高韧性，可用于航空航天领域的结构材料。
2. 制备技术的改进 非晶材料的制备技术也在不断改进和创新。传统的非晶制备方法包括快速冷却、溅射和等离子体沉积等，这些方法虽然能够制备出高质量的非晶材料，但成本较高且工艺复杂。近年来，研究人员提出了一种新的制备方法——金属有机分子化学气相沉积（MOCVD），该方法能够实现大面积、高效率的非晶材料制备，为非晶产业的发展提供了新的可能性。
二、市场变化 1. 电子行业的需求增长 随着智能手机、平板电脑、物联网等新兴技术的迅猛发展，电子行业对非晶材料的需求也日益增长。非晶材料具有较高的导电性和导热性，能够满足高频率、高速度的电子设备的要求。因此，非晶材料在电子行业中有着广泛的应用，如导线、集成电路、电容器等。预计未来，随着电子行业的不断发展，非晶产业将迎来更大的市场机遇。
2. 能源行业的需求增长 随着全球能源需求的增长和清洁能源的兴起，非晶材料在能源行业的应用也日益增多。例如，非晶硅材料在太阳能领域具有重要的应用价值，能够提高太阳能电池的转换效率；非晶碳材料在储能设备中具有优异的性能，可以提高储能设备的能量密度和循环寿命。随着全球对可再生能源的需求不断增长，非晶产业在能源行业中的市场潜力将会逐渐释放。
非晶合金研究及其在材料上的应用从古至今，材料科学一直是人类发展的重要领域。
随着科技的不断发展，材料的种类也越来越多样化。
其中，非晶合金材料成为近年来研究的热点之一。
本文将介绍非晶合金的基本概念和研究现状，以及其在材料领域中的应用。
一、非晶合金的基本概念非晶合金又称块体非晶态合金或非晶态合金，是一种材料的组织形态，其物理形态类似于固态玻璃，没有晶体结构。
它既不是晶态物质，也不是液态物质。
在非晶合金中，原子的排列无序，存在于纳米级别的有序区域和无序区域之间，因此也被称为纳米软玻璃体。
与传统的晶态合金相比，非晶合金具有许多独特的性质，如高硬度、高强度、高韧性、高导电性、高磁导率等。
非晶合金材料的制备需要控制镀层的生长速度和温度等制造过程中的参数，并采用特殊的制备方法。
二、非晶合金的研究现状非晶态合金的研究开始于20世纪60年代，当时主要研究镍、钴、铁等元素形成的非晶合金。
然而由于材料制备过程的复杂性以及技术水平的限制，当时制备出的非晶合金样品稳定性不够，无法广泛应用。
近年来，随着材料科学的发展，非晶合金研究取得了飞跃性进展。
目前，非晶合金应用领域正在向多个方向拓展。
研究人员已通过改进非晶合金制备方法和提高材料稳定性等手段，制备出了多种具有较好性能的非晶合金材料。
三、非晶合金在材料领域的应用1、采用非晶合金制造金属结构材料在汽车、航空、机器制造等领域，金属结构材料一直是主流。
非晶合金材料可以用来制造金属结构材料。
相比于传统金属材料，非晶合金材料具有高强度、高韧性、高耐腐蚀性等特点，因此可以应用于制造航空航天器飞行器、高速列车、船舶以及各种工业机械等领域。
2、采用非晶合金制造磁性材料非晶合金还可以制造各种高性能的磁性材料，具有广泛的应用前景。
如镍基、铁基、钴基的非晶合金材料在电机、变压器、传感器等高性能电磁学器件中得到了广泛应用。
而钒铁铝、钒硼铁、铱铁等稀土非晶合金在高级磁盘和计算机存储领域的应用也逐渐增多。
2024年非晶纳米晶市场前景分析在当今快速发展的科技和材料领域中，非晶纳米晶材料越来越受到重视。
非晶纳米晶材料具有许多独特的性质和广泛的应用前景。
本文将对非晶纳米晶市场的前景进行分析。
1. 非晶纳米晶材料的定义和特点非晶纳米晶材料是一种特殊的结构材料，其晶体结构呈无序状。
与传统的晶体材料相比，非晶纳米晶材料具有以下特点：•高硬度和强度：非晶纳米晶材料的晶格缺陷较少，原子间的结合更紧密，因此具有更高的硬度和强度。
•超弹性：非晶纳米晶材料具有较高的弹性变形能力，能够承受更大的应力而不发生塑性变形。
•优异的韧性：非晶纳米晶材料在强度和硬度的同时，还具有较好的韧性和抗拉伸性能。
•优异的导电性和磁性：非晶纳米晶材料因其无序的晶体结构，具有优异的导电性和磁性能。
•耐腐蚀性：非晶纳米晶材料由于无晶界和缺陷结构，具有较好的耐腐蚀性能。
2. 非晶纳米晶市场规模和发展趋势目前，非晶纳米晶材料已经在多个领域得到了广泛的应用，如电子、机械、光学、能源等。
随着科技的不断进步和对材料性能要求的提高，非晶纳米晶材料市场正以惊人的速度增长。
根据市场调研机构的数据显示，非晶纳米晶材料市场从2019年到2025年将以每年超过10%的复合增长率增长。
其中，电子行业是非晶纳米晶材料应用最广泛的领域之一。
随着电子设备的不断更新和功能的不断增强，对材料性能的要求也越来越高。
非晶纳米晶材料由于其优秀的电导率、导热性和耐腐蚀性，在电子行业中具有巨大的市场潜力。
此外，机械和汽车行业也是非晶纳米晶材料的重要应用领域。
材料的强度和硬度对于机械和汽车零部件的性能至关重要。
非晶纳米晶材料由于其优异的力学性能和耐腐蚀性，在机械和汽车行业中的应用前景广阔。
3. 非晶纳米晶市场的挑战和机遇尽管非晶纳米晶材料市场前景广阔，但也面临一些挑战。
首先，制备非晶纳米晶材料的技术较为复杂，生产成本较高。
其次，非晶纳米晶材料的应用范围仍然相对狭窄，需要进一步扩大应用领域和市场。
非晶合金的研究与应用随着科技的不断进步，新材料的研究和应用也日益增多。
其中非晶合金因其独特的性能和广泛的应用前景，正在成为广泛关注的研究领域。
本文将介绍非晶合金的定义、制备方法、物理性质以及应用领域等方面的研究进展。
一、非晶合金的定义非晶合金又称为无定形合金，与我们常见的结晶合金不同，它的晶体结构没有规则的周期性排列，而是随机排列的。
因此，其原子排列方式无法长时间保持，也就是说无法形成晶粒。
这种材料因其无定形结构而具有许多独特的性质，例如高硬度、高韧性、优异的电子导电性以及磁导率等等。
二、非晶合金的制备方法非晶合金的制备方法是通过快速凝固的方法来制备。
常见的快速凝固方法有高压水淬法、快速凝固带法、微波炉加热法和熔液淬火法等等。
利用这些方法，可以在非常短的时间内使原子在液态态状态下迅速凝固成固态材料，从而形成无定形结构。
这些制备方法不仅能够制备出无晶相、高硬度的非晶合金，同时较容易控制其性质，使其更适合特殊的应用需求。
三、非晶合金的物理性质非晶合金的物理性质在许多方面都优于晶态合金。
首先是硬度和强度方面，非晶合金的硬度是晶态合金的两倍左右，同时强度也更高。
其次是磁性和电学性能，在非晶合金中，原子之间的排列更随机，相互作用也更容易形成磁性和电学性能。
除此之外，非晶合金还具有优异的耐腐蚀性能、生物相容性、低摩擦系数等特点。
四、非晶合金的应用领域由于其独特的物理性质和广泛的应用前景，非晶合金得到了广泛的关注和研究。
其中最为广泛的应用领域包括：1. 光存储材料：非晶合金能够存储高密度和高速的信息，因此用作光存储材料在信息技术领域中具有重要应用。
2. 导电材料：由于其优异的电导性与低电阻率，非晶合金有着广泛的应用前景，特别是在汽车、工业等领域。
3. 磁性材料：非晶合金的磁性能力更突出，因此在磁存储器、电动机等领域被广泛应用。
4. 生物医学：非晶合金的生物相容性高、稳定性好，能够延长生物组织和器官的使用寿命，因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。
非晶纳米晶软磁材料应用篇非晶、纳米晶软磁材料入门及应用设计(第二版)易明第二版序在第一版电子版发布时，本人报着学习和探求知识的态度，在日常工作之余为大家做出一点小小贡献，由于能力有限，特别是有关非晶类资料和信息较为单薄。
从第一版到现在已有3年时间，特别是近几年非晶行业高速发展，产品、设备和应用日新月异，此次将第一版的内容进行修改并补充是非常必要和及时的。
主要增加了非晶软磁材料的国内现状及产品补充，当前非晶行业的人员储备与发展已经远滞后于行业的发展，本书籍的出现如果能对非晶软磁行业的发展有一定贡献和推动作用的话，本人将深感欣慰。
非晶合金变压器的推广和普及将成为国家电网在2013 年重点推进领域,市场规模将在2012 年40-50 亿基础上翻倍至90-100 亿。
从国家政策和发展来看，非晶行业在3013年将有爆发式增长，同时进一步推动其他非变压器行业发展，非晶行业的发展步入高速之路。
在此次编写中，本着真实严谨的态度，让读者对国内非晶行业的现状和发展有一个清晰的认识。
更为重要的是，让刚刚接触非晶行业的朋友能更为直接的认识非晶软磁材料，所以在很多公式和段落中有备注和说明，希望对读者们有所帮助。
非晶软磁由于产品设计没有统一和标准化可循，更多时候靠的是设计人员的理论基础和实际操作的累积；如何把客户参数转变为非晶软磁产品的磁性能参数是有相当难度，所以一个优秀的设计工程师是要精通电学和磁学2个领域的知识，需要相当时间的学习和积淀，同时这也是目前国内非晶软磁行业发展的瓶颈所在。
加强行业交流、学习，共同提高自身能力和竞争力是提高非晶软磁行业的必行之路，本书籍本着抛砖引玉的目的，希望能有更多的行业精英参与和编写非晶软磁资料。
本资料主要针对于非晶入门和设计参考，引用公式理论以简单实用为根本，以便非晶行业和新入门朋友和设计人员可以简单快速的得出结果。
谨以此书献给在学习过程中给我帮助的每一位朋友、同事和老师，同时献给我的妻子和刚出生的孩子易境，表达我的感激之情。
坡莫合金非晶纳米晶坡莫合金是一种特殊的金属合金材料，其独特的结构和性质使其在科学研究和工业应用中具有广泛的应用前景。
它是一种非晶合金材料，也被称为非晶态金属或非晶态合金。
而纳米晶则是一种晶体中晶粒尺寸在纳米级别的材料。
本文将介绍坡莫合金、非晶态和纳米晶的概念以及它们在材料科学和工程中的应用。
坡莫合金是由几种金属元素组成的合金材料，常见的成分包括镍(Ni)、铁(Fe)、铌(Nb)和硼(B)等。
它的制备过程涉及到快速凝固技术，通过迅速冷却合金液体，使其形成非晶态结构。
非晶态是一种无序的结构，与晶态相比，其原子排列没有规律性。
这种非晶态结构使坡莫合金具有许多独特的性质。
坡莫合金具有良好的力学性能。
非晶态结构中的原子无法找到自己的位置，因此坡莫合金具有较高的硬度和强度。
与传统的晶态材料相比，坡莫合金的强度可以提高数倍甚至更多。
这使得坡莫合金在制造高强度结构材料和耐磨材料方面具有广泛的应用前景。
坡莫合金具有优异的耐腐蚀性能。
非晶态结构的坡莫合金表面不容易形成氧化层，从而减少了与氧、水等物质的接触，降低了腐蚀的可能性。
这使得坡莫合金在化学工业、航空航天等领域中得到广泛应用。
坡莫合金还具有良好的磁性能。
由于非晶态结构的坡莫合金具有无序的磁矩排列，使其具有低磁滞、高饱和磁感应强度和高导磁率等特点。
这使得坡莫合金在电子磁性材料、传感器等领域有着广泛的应用。
与非晶态结构相比，纳米晶结构的材料具有更小的晶粒尺寸，通常在纳米级别。
纳米晶具有高比表面积和晶界的丰富性，使其具有许多特殊的性质。
纳米晶材料具有较高的硬度、强度和塑性，同时还具有良好的导电性和热稳定性。
这些性质使得纳米晶材料在材料科学、能源领域、电子器件等方面有着广泛的应用。
纳米晶坡莫合金是将坡莫合金制备成纳米晶结构的材料。
通过合适的处理方法，可以将坡莫合金的晶粒尺寸控制在纳米级别。
纳米晶坡莫合金继承了坡莫合金的优异性能，同时还具有纳米晶材料的特殊性质。
因此，纳米晶坡莫合金在高强度结构材料、耐磨材料、电子器件等领域有着广泛的应用前景。
管理及其他M anagement and other非晶合金材料发展趋势及启示张黎科，叶传根，张 蓉，丁新宇摘要：非晶合金是一种新型材料，具有高强度、高韧性、高弹性、易加工、耐腐蚀和抗磁性等卓越性能，在国防、航天等高科技领域有广阔的应用前景。
本文从横向和纵向的角度对国内外非晶合金的基础研究能力和我国在该领域的竞争状况进行全面分析。
经过调研和分析，我国在科研水平上有了质的提高，但整体水平仍然有较大的提升空间，与国际水平相比还存在差距。
通过系统的分析，可以帮助我国更好地理解当前的竞争态势和问题，并认识到国际上的影响。
关键词：非晶合金材料；发展趋势；启示《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》将培育和发展战略列为国家可持续发展战略的核心内容，立足于重大技术突破和发展需求，大力推进新技术和新兴产业的深度融合。
在新型材料领域，重点发展新型功能材料、结构材料、纤维及其复合材料、基础共性材料等。
战略性新兴产业的价值占GDP的约8%，国家发展改革委员会发布的2010332号文件中提出要发展“新型合金材料”。
因此，非晶合金材料的研制和产业化仍然是我国重点技术攻关项目和工业示范项目。
1 非晶合金材料概述非晶合金是一种新型金属材料，也被称为金属玻璃或液体金属。
它在20世纪50年代通过先进的快速冷却技术和新的合金配方设计思想开发而成。
这种材料具有特殊的微观结构，即长程无序和短、中程有序，不像常规晶体材料那样存在晶界和位错等结构缺陷，表现出一系列出色的物理和化学性质。
在国防、航天等高科技领域，非晶合金材料有着广阔的发展前景，已广泛应用于智能手机外壳、穿甲弹、职业高尔夫球棒、变压器铁心等领域。
可以说，非晶体的发现丰富了金属物理学领域的研究内容，并积极推动了非晶态物理和材料的发展。
在即将到来的新技术和工业变革时代，新型结构材料和功能材料的开发将对人类发展产生巨大影响。
然而，作为一种新型材料，非晶合金的发展方向一直是人们关注的焦点。
非晶合金材料的性能研究与应用随着工业化和现代化的快速发展，新材料的需求也越来越大。
其中，非晶合金材料以其优异的物理性能和化学性能，成为了广泛研究和应用的焦点。
本文将着重探讨非晶合金材料的性能研究和应用。
一、什么是非晶合金材料？非晶合金材料指的是一类没有规则结晶体结构的金属合金材料。
其晶粒尺寸在0.1~10纳米之间，具有非常高的硬度和强度，同时具备良好的韧性、低温强韧性和耐磨性等特性。
相比于晶体金属材料，非晶合金材料更加均匀、致密，具备更高的弹性模量和破坏韧性。
因此，非晶合金材料被广泛应用于制备高质量的材料和器件。
二、非晶合金材料的性能研究非晶合金材料的高强度和良好的韧性等性能，是其研究的一个重要方向。
通过研究非晶合金材料的性质和结构，可以进一步优化非晶合金材料的性能。
1. 原子结构研究非晶合金材料由于没有规则的结晶体结构，其原子结构非常复杂。
因此，了解非晶合金材料的原子结构是研究非晶合金材料的关键。
通过分析非晶合金材料中原子的排列方式和空间几何构型等参数，可以深入了解非晶合金材料的物态和性质，从而为优化非晶合金材料的性能提供理论依据。
2. 弹性行为研究非晶合金材料的高强度和良好的韧性与其弹性行为密切相关。
因此，通过研究非晶合金材料的弹性行为，可以进一步优化其强度和韧性等性能。
目前，研究者们主要从声波散射、动态机械性能等多个方面研究非晶合金材料的弹性行为。
3. 晶粒生长研究非晶合金材料的结晶行为对于其性能的影响非常大。
因此，了解非晶合金材料的晶粒生长规律和机制，是优化非晶合金材料性能的重要途径。
目前，研究者们主要通过透射电子显微镜（TEM）和高分辨电子显微镜（HRTEM）等手段研究非晶合金材料的晶粒生长。
三、非晶合金材料的应用1. 磁性材料领域作为一种重要的磁性材料，非晶合金材料在磁学、材料科学等领域的应用十分广泛。
其中，以铁和钴为主体元素的非晶合金材料在磁盘驱动器和磁带储存器等应用领域的应用占据了非常重要的位置。
非晶纳米晶软磁纳米材料论文非晶态合金是一种有别于晶态合金的完全各向同性的材料。
非晶态金属具有晶态金属难以达到的高强度、高硬度、高延展性、优异软磁性能、高耐蚀性及优异的电性能、抗辐照能力和较好的催化及储氢能力。
美国为非晶纳米晶合金的研究开发做了大量创造性工作，投入了大量人力、物力和资金。
非晶态软磁合金带材生产集中于联信(Allied)公司及其附属厂家；而快淬NdFeB则主要集中于通用汽车公司(GM)及其合作厂家。
非晶纳米晶合金应用研究一直以配电变压器为重点，近几年来在电子和电力电子应用方面获得了相当大的进展。
除美国之外，日本和德国在非晶纳米晶合金应用开发方面拥有自己的特色，重点是电子和电力电子元件，例如高级音响磁头、高频电源(含开关电源)用变压器、扼流圈和磁放大器等。
与美、日、德相比，我国非晶纳米晶合金的产业规模与日本和德国相当，但远小于美国。
在工艺技术和产品质量方面与上述国家差距很大。
国内现有制带设备尚无法批量生产厚度小于20μm 的超薄带。
因此，严重制约了国内非晶纳米晶合金在各个领域的推广应用。
但通过前4个五年科技攻关计划的实施，我国基本实现了非晶纳米晶合金带材及其制品的产业化。
在十五期间，纳米晶带材及其制品的产业化开发又被列入重大科技攻关计划，国家给予重点支持，旨在推动纳米晶材料应用开发快速发展，满足电力电子和电子信息等高新技术领域日益增长的迫切需求。
非晶纳米晶软磁合金优异的磁学性能由于晶粒尺寸小，晶粒界面密度大，因此非晶纳米晶材料具有许多优越性，其中有强度和硬度的提高、扩散性的增大、延展性和韧性的提高、密度的减小、弹性模量的变小、电阻率的增大、比热的增大、热膨胀系数的增大、热导率的降低和优异的软磁学特性等。
1988年Y oshizawa等研究的Fe-Cu-Nb-Si-B(也叫Finmet)合金具有高达1.25T的BS(饱和磁化强度)以及高达十万的初始磁导率(μi)和相当于钴基非晶的低铁损。
非晶合金材料的制备及应用研究随着现代科技的不断发展，材料科学作为一门综合性的学科，越来越受到重视。
而非晶合金材料，作为材料科学中的新兴领域，其制备和应用研究受到了广泛的关注。
一、非晶合金材料的概念和种类非晶合金材料，是指在尽可能快的冷却速度下制备而成的一类金属材料，其晶体结构呈无规律的非晶态结构。
其比传统的多晶结构具有更好的力学性能、磁学性能、耐蚀性能等特点。
根据实际应用需求，非晶合金材料可以分为软磁性非晶合金、硬磁性非晶合金和结构非晶合金等几种类型。
二、非晶合金材料的制备技术非晶合金材料的制备技术可以通过多种途径进行，例如单体凝固、溅射、快速凝固、气象降温等方法。
其中，快速凝固技术是目前应用最为广泛的制备非晶合金材料的方法之一。
通过快速冷却可以使金属物质在实现从液态向固态的转化时不形成典型的晶体结构，而呈现出无规则的非晶态结构，从而制备出非晶合金材料。
三、非晶合金材料的主要应用领域非晶合金材料由于具有许多独特的物理性质，如高硬度、高强度、耐腐蚀性等，因此在实际应用领域越来越广泛。
以下是一些非晶合金材料的应用领域：1.软磁性合金：包括多种非晶合金材料，其抗磁性能可以满足许多高频应用的要求，如变压器、感应加热等。
2.硬磁性合金：可用在电子设备领域，如磁盘驱动器、磁头、粉末电芯等方面。
3.结构非晶合金：包括多种合金材料，例如铝合金、钛合金等，可以用于制造机械零件、运动器材等。
四、未来非晶合金材料的发展趋势随着现代科技的不断发展，非晶合金材料在未来的应用和研究中将会有更广泛的空间。
在未来的制备技术方面，我国将会加强技术研究和创新，研发更为高效和可靠的制备方法，并进一步提升非晶合金材料的性能。
在应用方面，随着对节能环保的要求越来越高，非晶合金材料将会得到更多应用，尤其是在节能环保领域。
总之，非晶合金材料的制备和应用研究是材料科学领域中非常重要的一项研究方向。
虽然现在还存在不足之处，但是未来将会有更加广泛的应用研究方向和进一步的发展趋势。
非晶合金材料优化设计的研究和应用非晶合金材料的优化设计是近年来材料科学领域的一个热点问题。
非晶合金材料具有良好的机械性能、化学稳定性和热稳定性，是一类有望替代传统金属材料的新型材料。
使用适当的合金元素和制备工艺，可以调控非晶合金材料的力学性能、化学性能和热学性能，从而满足不同应用场景的需求。
一、非晶合金材料的制备方法非晶合金材料的制备方法主要包括溅射法、快速凝固技术、熔融旋转法、均匀化处理、微观合金化等。
其中，溅射法是制备非晶薄膜材料的一种常用方法，它通过将材料靶与反应气体置于真空室中，利用离子轰击材料靶，使其表面离子逃逸并在基板表面沉积形成非晶薄膜。
快速凝固技术是制备非晶块体材料的一种常用方法，它利用强制冷却或高速搅拌将熔融合金快速凝固成非晶态。
熔融旋转法是一种新兴的非晶合金制备方法，它通过将高温熔融金属块放在高速旋转的冷却基体上，使其在迅速冷却的同时保持非晶态。
二、非晶合金材料的优化设计方法非晶合金材料的优化设计方法主要包括材料模拟、合金元素掺杂、微观组织调控等。
材料模拟是一种较为常用的非晶合金优化设计方法，它通过计算材料力学性能、热学性能等指标，选择合适的合金元素进行掺杂和微观组织调控，从而实现材料性能的优化。
合金元素掺杂是非晶合金优化设计的另一种常用方法，它通过添加合适的合金元素，调整合金的化学成分，从而改变非晶合金材料的力学性能、化学性能和热学性能。
微观组织调控是一种针对已有的非晶合金材料进行优化设计的常用方法，它通过对材料结构和组织的微观调控，实现材料性能的优化。
三、非晶合金材料的应用前景非晶合金材料的应用前景广阔，主要应用于汽车、航空航天、钢铁、能源等领域。
在汽车领域，非晶合金材料可以用于制造高强度、轻量化汽车零件，如发动机活塞、减震弹簧、刹车鼓等。
在航空航天领域，非晶合金材料可以用于制造轻量化航空器零件、推进器零件等，提高航空器的载重能力和飞行性能。
在钢铁领域，非晶合金材料可以用于制造高强度、高硬度、高耐磨且抗腐蚀的金属材料，如钢铁车身、钢轨等。
非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用 自从1960年Duwez教授等人发明液态金属快淬技术制取Au-Si非晶合金和1966年发明Fe-P-C 非晶软磁合金以来，美国、日本、德国、前苏联和中国等相继开展了非晶合金的研究工作，并在20世纪70~80年代形成非晶合金研究开发的第一次热潮。由于非晶合金制备工艺简单独特、材料性能优异等显著优点，应用范围不断扩大，四十多年来一直是冶金和材料领域的研究热点之一。尤其在1988年日本Yashizawa教授等人在非晶化的基础上发明了纳米晶合金，从而开创了软磁材料的新纪元，大大促进了非晶材料制备设备、工艺技术的发展和材料开发应用，推动了非晶纳米晶产业的发展[1~3, 8]。 目前，利用快淬金属工艺技术制备的非晶材料已被广泛地应用于工业领域，除我们熟悉的磁性材料外，还有非晶钎焊材料、非晶催化材料、磁敏及传感器材料等；应用的材料形态有带材、丝材、粉末及薄膜等。现代科学技术的发展，也大大促进了非晶纳米晶产业的发展，不仅提高了非晶合金制带设备和工艺技术水平，使其生产设备和技术更加自动化、现代化，保证了产品的质量，提高了产品的技术含量，从而满足现代电子技术发展的需要，而且也促进了新技术新材料研究、开发、应用[1~9]。
1 国外非晶纳米晶产业概况 美国曾是世界上最大的非晶材料制造商，Honeywell公司Metglas业务部（前身为Allied Signal公司），是非晶材料制造技术的平板流技术专利所有者，年生产能力3万吨以上，实际年产1~2万吨，带材生产实现自动控制和自动卷取。2003年被日本日立金属公司收购。Honeywell公司Metglas业务部拥要两个独资工厂：美国Conway非晶金属制带厂和印度Gurgaon电子铁芯元件厂，两个合资公司：日本非晶质金属公司（NAMCO）和上海汉威非晶金属公司（SHZAM）。在美国Conway非晶金属制带厂，有年产万吨级非晶带材生产线两条，主要生产Metglas2605SA-1，最大带材宽度为250mm，配有自动在线卷取设备及年产千吨级和百吨级非晶带材生产线各一条，主要生产电子材料、钎焊材料和新材料，最大带材宽度为220 mm和100 mm，配有自动在线卷取设备[6, 7]。 日本主要有Hitachi（日立金属公司）和Toshiba（东芝公司）。Hitachi公司是利用快淬技术在非晶化基础上制备纳米晶软磁合金材料的发明者，2003年收购了Honeywell公司的非晶金属部分（Metglas业务部），今后将是世界上最大非晶纳米晶材料生产供应商，产品包括目前所有的市售商品，尤其以铁基纳米晶(Finemet)的系列化产品占据世界非晶纳米晶领域的重要地位，它拥有一条配有自动在线卷取设备的非晶带材生产线，年生产能力达百吨，最大宽度为150 mm。Toshiba公司主要生产Co基非晶产品，带材质量和性能居世界领先地位，尤其是磁放大器类产品，在市场上占有相当地位。带材生产实现自动化，最大宽度在100 mm左右[7]。 德国的真空熔炼公司（VAC）通过购买非晶纳米晶软磁合金专利许可证的方式获得生产许可，主要生产用于电子产品的Co基非晶和Fe基纳米晶材料，并在专利基础上研制开发出不同用途的新型合金材料。也是非晶纳米晶材料重要制造商之一。带材实现自动化生产，非晶带材最大宽度为150mm[7]。 在俄罗斯（前苏联），主要开发一些Co基非晶合金产品，近几年同韩国的由由公司合作开发应用Co基产品，虽然生产规模不太大，但设备及自动化技术水平不低。 国外非晶合金的自动化生产线如图1所示[7]。 2 国内非晶纳米晶产业概况 中国非晶材料研究工作始于20世纪70年代中期，80~90年代国家科委、原冶金部等组织钢铁研究总院（转制企业为安泰科技）、上海钢铁研究所（转制企业为上海安泰至高）以及有关高校院所进行多次联合科技攻关，使我国非晶纳米晶材料产业从无到有、从小到大，逐渐发展成为非晶纳米晶合金研究开发生产的大国。尽管我们的制带设备和工艺技术的自动化、现代化程度与国外先进设备技术相比还存在一定差距，但这些自主开发的工装设备在我国非晶纳米晶合金产业化中发挥了很大的作用。二十多年来，我国的冶金材料工作者在非晶带材生产设备方面研制出实验室制带机组、中试生产线、年产百吨千吨级非晶带材生产线；目前正在自主开发高精度、高质量非晶纳米晶薄带生产线。在材料方面开发出多种非晶纳米晶软磁材料、非晶钎焊材料、非晶催化材料、建筑用快淬材料及非晶纳米晶传感材料等；并研究开发出各种各样的非晶纳米晶铁芯器件，应用在电子工业中，还研究了用于电力工业的非晶配电变压器[1, 8, 12, 13]。 国内具有完整非晶纳米晶生产线的生产企业主要是安泰科技股份有限公司（非晶制品分公司和控股公司棗上海安泰至高非晶金属有限公司）、首钢冶金研究院、江西大有、北京冶科、上海爱晨，此外就是若干生产规模不大、品种相对较少的民营或集体企业；还有一些购买带材加工制作非晶纳米晶磁性器件的企业，生产规模有限。但在这些企业中，真正具有研究开发技术力量的单位也只有安泰科技股份有限公司。
3 非晶纳米晶材料的生产工艺及性能特点 3.1 生产工艺 非晶合金材料的生产由于其冷却速度高达106℃/s，必需采用独特的冷却方式才能实现。纳米晶合金材料是在非晶材料的基础上通过特殊的热处理工艺使之部分晶化形成的，因此快淬技术制备非晶合金的生产工艺技术都可以借用来生产制造纳米晶合金材料。 通常非晶带材的制备方法是外圆法，这一方法已发展成为工业生产应用最广泛的实用方法棗单辊制带法，国外和国内的千吨级非晶带材生产线都是采用此方法制取非晶薄带的，生产工艺流程如图1所示。国内还自主开发了没有在线卷取设备的单包、三包法制带机组，如图2所示（三包法），该设备简单实用，工艺流程短，自动化程度不太高，适合小规模生产，符合我国国情[1, 2]。 非晶丝材的制备方法研究不少，比较实用的是采用内圆水纺法原理的喷丝法(50~150m)和玻璃包覆拉丝法。前者适合规模化工业生产，后者适合研究开发工作。就目前来讲，丝材生产应用不太广泛，工艺装备发展有限[8, 9]。 非晶粉末的制备方法有雾化法、高能球磨法及非晶带材破碎法等。由于目前设备工艺条件的限制，使用雾化法要想获得105℃/s的冷却速度并满足大规模工业生产及成本要求，确实非常困难；高能球磨法也同样面临工业生产及成本问题；根据我们的国情，非晶带材破碎法适合大规模工业化生产需要[2, 12~14]。 非晶薄膜的制备方法有真空蒸镀法、溅射法、化学气相反应沉积法等，由于它们与快淬技术制备非晶合金的技术工艺差异很大，其现状不太清楚[9]。 3.2 性能特点、组织结构及机理 通过添加Si、B等元素利用快淬技术制成Fe基、Fe-Ni基和Co基非晶合金材料，其组织特征是原子排列呈现短程有序（1.5± 0.1nm），长程无序。该类合金具有饱和磁感应强度高、磁导率高和高频损耗低等优异软磁性能。从铁磁学的有关理论知道，各向异性常数是影响软磁性能的关键因素。非晶合金中不存在磁晶各向异性；虽存在形状各向异性，但由于厚度薄（0.02~0.04mm）形状各向异性常数很小；没有晶界和夹杂；应力-磁致伸缩各向异性通过后退火工艺消除；电阻率高，高频特性好；感生各向异性存在，有利于通过横向和纵向磁场处理来充分利用非晶合金性能[1, 2, 5, 11]。 Yoshizawa等人首先发现，在Fe-Si-B非晶合金的基体中加入少量 Cu和M（M=Nb、Mo、W、Ta等），经适当温度晶化退火以后，可获得一种性能优异、具有bcc 结构的超细晶粒（约10nm）软磁合金，这就是纳米晶软磁合金。由于纳米晶合金的磁性更加优异，尤其是它的初始磁导率高和高频特性好，引起国内外学者的大量研究，研制开发成各种各样的磁性器件应用于电力、电子技术领域。 纳米晶软磁合金的组织是在非晶组织基础上部分晶化而成的，其最终组织为bcc Fe(Si)＋非晶的双相组织。纳米晶软磁合金材料具有优异软磁性能的机理尚未完全清楚，但诸多学者研究认为晶粒尺寸细小使局域各向异性变小和磁致伸缩系数低于铁基非晶合金是两个关键因素。磁致伸缩系数变小是与它主相为含Si、B的bcc Fe固溶体有关。当晶粒尺寸达到纳米量级而小于交换长度Lex时，则这些无规则取向的小晶粒的磁晶各向异性将被平均而表现出很低的有效各向异性，揭示了纳米晶软磁合金具有优良软磁特性的重要原因。有效各向异性常数值变小是由于有效各向异性正比于Dn(n>1)，晶粒尺寸D减小，导致＜K＞变小，
而合金起始磁导率μi＝PμJs2/μ0，值越小，值越大，矫顽力Hc正比于Dn (n =6, 2)，D值小，Hc小[2, 10, 11]。
非晶纳米晶合金材料的优异软磁性能与其他软磁合金性能比较参见图3。
3.3 研究开发动态 由于现代电子技术的发展，对电子元器件产品尺寸和性能的要求越来越高，尤其高频技术及电磁兼容技术的发展，给非晶纳米晶合金材料的广泛应用带来良好的商机，也促使非晶纳米晶行业通过研究开发，不断开发新材料、新产品，并努力提高现有非晶带材及制品质量。主要研究开发工作有以下几个方面： ·改进生产工艺技术装备，提高带材质量，使其达到剪切水平； ·开发新型铁基非晶合金，形成高Bs、低Br，满足大型脉冲电源需要； ·开发新型钴基非晶合金，满足电力电子技术和高频电子技术需要； ·开发新型FeCuMSiB系纳米晶合金，满足不同性能需要； ·开发新型FeMB系纳米晶合金，进行技术储备； ·非晶纳米晶软磁合金粉末及粉末制品； ·开发具有巨磁阻抗效应的钴基非晶和纳米晶合金磁敏材料； ·非晶纳米晶薄膜磁性材料，即借助镀膜技术制成磁性薄膜； ·大块铁磁性非晶合金，解决合金材料的成本高、需要添加Zr(易氧化)、Ga(贵且少)等元素及块体尺寸太小等问题[2~9, 11~15]。
4 非晶纳米晶材料的应用 非晶纳米晶合金材料的大规模工业生产应用除化学法制备的纳米粉末及粉体材料外，就是快淬技术制备的非晶纳米晶合金材料，一般先制成非晶薄带，再加工成各种各样的磁性器件，广泛应用于电力、电子工业领域，图4归纳了非晶纳米晶合金在国内的应用情况。
