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非晶合金产业及发展情况

文章出处:www.hnhydq.com人气:发表时间:2020-5-22 17:36:08【

也许很多人听过非晶合金必威官网注册,却并不明白非晶合金是一种什么概念。


非晶合金,英文名为Amorphous Alloys,也称作金属玻璃,是指在原子尺度上长程无序、短程有序排列的一类合金材料。其微观结构与传统晶态合金不同,内部并不存在晶粒和晶界。独特的材料结构使得该合金具有高比强、大弹性变形能力、强耐腐蚀性、低热膨胀系数、高耐磨性、优异软磁等性能,可广泛应用于电子信息、航空航天、生物医疗等领域,市场需求量大,产业化前景十分广阔。


国际上,众多国家纷纷投入大量资金支持非晶合金的研究,推动产业发展。其中以美国、日本、德国等国的研发水平、市场竞争力及产业规模,均处于全球领先水平。

 

目前我国已实现产业化的非晶合金主要以带材的形式呈现,以铁基非晶合金在电力必威官网注册中的应用最为成熟。我国非晶带材技术与国外基本无差异,带材质量极具竞争力,在电力必威官网注册的应用上节能效果非常明显

 

2018年至今国外有多个科研团队在非晶合金制备、结构认知、机理研究等方面取得了新的进展。为代替昂贵的Pd/Pd-Ag分离膜,美国内华达大学的团队开发了Ni-Nb-Zr非晶合金,此材料在200℃~400℃表现出了较高的氢渗透性。原子探针断层扫描证实该非晶合金内部确实存在相分离,在三元非晶基底上形成了纳米级富Nb和富Zr非晶的复合结构。基于密度泛函理论(DFT)模拟发现这些局域原子团簇结构多由二十面体组成。

 

此外,也有些研究团队专注于非晶合金服役性能、变形机理等方面的研究。2018年10月,日本东北大学的团队研究了低温热循环处理对不同成分的金属玻璃力学性能的影响。研究发现低温热循环既可以诱导结构活化也可能导致金属玻璃结构弛豫,从而导致材料塑性增加或者降低。

 

近年来,我国科研工作者紧跟世界发展前沿,在非晶合金领域的多个方向都取得了突破性进展,科研成果颇丰。2019 年5月,中科院物理研究所设计了一种由铱(Ir)、镍(Ni)、钽(Ta)三种金属和硼组合形成的非晶合金,其玻璃转变温度高达1162K,且过冷液相区为136K,比大多数金属玻璃都宽。同时,这种合金在1000K下的强度为3.7GPa。作者用简化的高通量组合方式,利用玻璃形成能力和电阻率之间的相关性筛选了一些有前景的合金,这种设计方法具有实用性,为发现其他具有高性能的玻璃态合金提供了新思路;2019年1月,北京科技大学发表的综述文章呈现了过去20多年来有关铁基块体非晶合金的研究进展和取得的成果,包含制备、玻璃形成能力、结晶特性、力学性能、腐蚀行为、磁学性能和工业应用等几个方面。此外,文章基于作者的理解指出了这一学科领域未来的发展方向;此外我国在铁基非晶合金设计方面、非晶合金模拟研究方面、非晶合金变形机理方面都有一定的进展。

 

产业上,铁磁非晶合金由于具有优异的磁学性能,已逐步取代传统的硅钢片,被大量用作电力必威官网注册的磁芯。在航天航空应用中,非晶合金因其低膨胀系数可以很好地适应空间温度的变化,可用来制备成盘压杆、卫星探测器的撑杆。但由于大块非晶合金及其复合材料的应用仍然面临着成分、结构、性能、工艺、成本等诸多难题,其初步产业化仍然只是非晶应用进程的冰山一角。

 

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