非晶合金中原子间以金属键结合，而不是共价键[10]。这使得非晶合金中保留了大部分的 金属特性。非晶合金最大的特点是没有晶界、位错等晶体结构才具有的缺陷，这里可以简单 地认为非晶合金的无定形结构是无缺陷的。直接导致其较普通合金具有明显的优势，具体表 现为:

（1） 更为优异的力学性能。比如非晶合金一般具有高的屈服强度、大的弹性应变极限、在

第 2  页 本科毕业设计说明书 屈服前基本是完全弹性、屈服时基本是完全塑性、无加工硬化现象产生、高疲劳抗力和高耐 磨性等。非晶合金不断刷新着金属材料的强度，Mg 块体合金强度可达 800MPA[11]， Cu 基合

金超过 2000MPa[12] ,而 Co-Fe-Ta-B 合金更是创造了自然界中最高金属材料强度记录，达到了

5000MPa[13] 。

（2） 良好的加工性能。不同的块体非晶合金在塑性变形中显示了不同程度的超塑性，这使 得可以方便的对块体非晶合金进行精密加工。

（3） 优良的抗腐蚀性能。能够在复杂恶劣的环境中长期使用。

（4） 优良的软磁性等。

非晶合金家族庞大，据不完全统计，目前已制备出包括 Pd、Pt、Nd、Mg、Ca、Cu、Fe、 Ti、Ni、Zr 基等在内的块体非晶种类有几百种，在合金的玻璃形成能力，力学、物理和化学 性能等方面，每种合金体系都有自己的特点。

1。1。2 制备方法

基于制备技术的多样化突破，兴起了大块非晶合金的研究热潮。大块非晶合金材料的非 晶形成能力在某些情况下可能会受到削弱 : ①原材料的纯度不够高; ②多组元合金偏离共 晶点; ③母合金成形过程中引入杂质 ; ④母合金在成形前过热度不合适。

如何有效地减少凝固过程中的非均匀形核成为了制备大块非晶合金的技术关键 ,所以块 体非晶合金的制备应具备下列共同特征 : ①对母材的纯度要求高; ②使用高纯惰性气体保 护[14]。

1。1。2。1 快速凝固

熔融合金快速冷却有两种有效的方法：熔体急冷和深过冷。急冷的特征为快速冷却，而 深过冷可以是一个慢速冷却的过程。

1。1。2。2 熔体急冷法

熔体急冷法是最早用来制备非晶合金的方法，它通过尽最大的可能提高非晶合金的比表 面积，同时尽可能的降低冷却介质的界面与熔体热阻来取得高的冷却速度的方法获得非晶合 金。其中单辊法和雾化法是制备非晶合金最常使用的两种办法。雾化法原理是高速度的气体 流冲击非晶合金液流使它分散成微小液滴，实现快速凝固。如图 1。1，雾化法设备较为简便， 操作相对方便，易于实现产业化，这种方法主要是用来制作非晶态粉材。

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图 1。1 气体雾化法装置示意图

单辊法是最常用的方法之一，该法可在 106K/s 的冷却速度下，通过将合金液体喷到快速 旋转的铜辊，由于铜辊表面温度低，所以合金液快速凝固，接着甩离辊面，从而形成厚度大 约几到几十微米的非晶及微晶材料。论文网

1。1。2。3 深过冷

深过冷是指通过避免或消除异质晶核并抑制冷却过程中均匀形核，使得液态金属能够获 得在一般凝固条件下难以达到的过冷度。

1。1。2。4