合金非晶相是怎麼生成的

Ⅰ 非晶態合金的制備方法：

1）熔體極冷法；2）氣相沉積法；3）化學法；4）大塊非晶合金的制備

Ⅱ 非晶態合金的結構特點

原子在三維空間呈拓撲無序狀排列，不存在長程周期性，但在幾個原子間距的范圍內，原子的排列仍然有著一定的規律，因此可以認為非晶態合金的原子結構為「長程無序，短程有序」。通常定義非晶態合金的短程有序區小於1．5nm，即不超過4-5個原子間距，從而與納米晶或微晶相區別=短程有序可分為化學短程有序和拓撲短程有序兩類。 非晶態金屬至少含有兩個組元，除了不同類原子的尺度差別、穩定相結構和原子長程遷移率等因素以外，不同類原子之間的原子作用力在非晶態合金的形成過程中起著重要作用。化學短程有序的影響通常只局限於近鄰原子，因此一般用近鄰組分與平均值之差作為化學短程有序參數，對於二元A-B體系為[8]
up=1—ZAB/(ZcB)=1—ZBA/(ZcA)
其中ZAu和ZuA分別代表A(或B)原子近鄰的B(或A)原子配位數，Z是原子總配位數。cA和cu分別是A與B原子在合金中的平均濃度。當A和B兩種原子直徑明顯不同時，A原子的總本位數ZA與B原子的總配位數Zi3不再相同，ZA≠Ze，這時短程有序另一種定義[9]： 指圍繞某一原子的局域結構的短程有序。常用幾種不同的結構參數描述非晶態與合金的結構特徵，主要有原子分布函數、干涉函數、近鄰原子距離與配位數和質量密度。
8．1．1．2原子分布函數
設非晶態結構是各向同性的均勻結構，其平均原子密度Po為——定體積y中包含的原子數N：
Po=N/V
描述某一原子附近的密度變化可用徑向分布函數RDF(r)：
RDF(r)=4*3.14xr2p(r)
其中r是距某中心原子的距離，p(r)是距離r處的密度，由上式可知，RDF(r)dr代表以某個原子為中心，在半徑r處、厚度為dr的球殼內的原子數，從而RDF(r)=dN/dr表示原子數目(密度)隨距離增加的變化。
定義約化徑向分布函數G(r)為：
G(r)=4x3.14*r[p(r)—po]
幾種過渡金屬—類金屬非晶態合金的約化徑向分布函數如圖8-1所示，函數值隨著與中心原子的距離增大而呈有規律的起伏。此外，還定義雙體分布函數g(r)：
z(r)=p(r)/p。
當合金中包含幾種不同類原子時，引入偏徑向密度函數pii(r)、偏雙體分布函數gii(r)、偏約化徑向分布函數GO(r)等參數描述原子之間的結構關系。例如，pji(r)指與某個第i類踩子的距離為r處，單位體積中第j類原子的數目。上述各個原子分布函數中，原子密度p(r)和原子徑向分布函數RDF(r)有明確物理意義，G(r)的物理意義雖然不明確，但它同RDF(r)一樣能反映非晶態結構特徵，對體系作x射線衍射測量得到結構因數S(Q)，再作傅立葉變換即可獲得G(r)，因此它也常被用於表徵非晶態結構。
X射線衍射技術是研究非晶態結構的基本手段。測量非晶結構的干涉散射強度I(Q)和結構因數S(Q)後，經過適當的傅立葉變換就可以得到約化徑向分布函數G(r)。

Ⅲ 溫度對合金非晶形成能力的影響

非晶形成能力是與合金熔點和玻璃化溫度有關的，用他們的差值來衡量其非晶形成能力，兩者差值越大，其形成非晶的能力也就越強。此外在成型過程中如果合金溫度過高，銅輥的降溫速度又有限，那麼可能合金來不及冷卻，噴出來的就可能是液態合金，但如果溫度過低，其流動性不夠，可能導致噴嘴堵塞，所以控制合金溫度是很重要的。
你說帶材式樣組織的話，應該說是形貌吧，因為非晶沒有晶格，其組織是各向同性的非晶相結構，用金像顯微鏡或者電鏡是看不出什麼東西的，一般是用XRD和DSC來進行研究，其形貌用肉眼看的話有水紋狀的圖案，用光鏡看有蝌蚪狀的圖案沿銅輥旋轉方向排布。
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Ⅳ 非晶態金屬的結構模型

大致可以分為二大類：①不連續的，如微晶模型和非晶集團模型，其微晶或非晶集團之間的界面結構，不同於微晶或非晶集團本身；②連續的，即連續隨機模型，其結構內部不存在任何邊界。而目前較為普遍採用的是屬於連續型的硬球隨機密堆模型（dense random packing of hard spheres 簡稱DRPHS）。這個模型最初是1959年由英國人伯納耳（J.D.Bernal）為液態物質提出的（見液態金屬結構）。非晶態金屬的結構與液態金屬的結構相當接近。實驗證實，非晶態金屬固體的 X射線衍射對分布函數（對稱分布函數）的形狀與液態的相似（圖1），
都有強的第一第二衍射峰，所不同的是非晶態固體的第二衍射峰存在劈裂現象，以及其無序程度不及液態金屬。同時，一些非晶態金屬的 X射線徑向分布函數（random distribution function）即 RDF（r）與硬球 硬球隨機密堆模型有幾種可能的拓撲結構（圖3），對於金屬-類金屬型非晶態金屬來講，其金屬原子間空隙被類金屬所填充，類金屬原子之間不存在最近鄰接觸（化學短程有序）。然而根據計算結果，所有這些空隙的大小都不足以容納類金屬原子。而類金屬原子的填入，多少要使原來基本的隨機密堆結構發生一些畸變。此外，由於非晶態金屬中各種原子之間存在的作用勢而導致不同成分的非晶態金屬中類金屬原子尺寸不同，從而導出了軟球隨機密堆 (dense random packingof soft spheres）即DRPSS的概念。至於金屬-金屬型非晶態金屬，雖然實驗結果表明其結構與上述的略有不同，然而，其基本結構單元仍然是隨機密堆模型的四面體。非晶態金屬結構的實驗研究，多採用X射線、電子或中子衍射方法。由衍射結果經數學處理而得到的徑向分布函數常被用來描述其原子周圍其他原子的統計分布情況，而對分布函數則進一步描述某原子周圍同類原子或異類原子的統計分布情況。近年來，穆斯堡爾譜、正電子湮滅、核磁共振以及擴展X射線吸收精細結構（extendedX-ray absorption fine structure）即 EXAFS等新技術已被用於非晶態金屬精細結構的研究。
非晶態金屬的結構受制備時冷卻速率、熔體金屬過冷度等多種因素影響。一般來講，冷卻速率愈高，從熔體「凍結」下來的非晶態金屬所包含的自由體積就愈多。非晶態金屬從熱力學上講是處在非平衡狀態，有向更穩定的低能態轉變的趨勢，發生結構弛豫和晶化。這種過程十分復雜，與成分、原子尺寸、電負性、結合能、位形熵以及材料制備工藝等因素有關。非晶態的結構低溫弛豫（即在不改變玻璃態的條件下發生的結構由高能態向低能態的轉變）是通過原子排布和化學組分的短程有序的改變來進行的。這種馳豫又可分成可逆的和不可逆的兩部分。隨著馳豫過程的發生，非晶態金屬的許多性質也產生變化。
非晶態金屬的晶化在高於晶化溫度下，非晶態金屬中的原子發生更大范圍的遷移而發生晶化。非晶態金屬的晶化過程可以是經過一個或幾個亞穩的非晶態或晶態的中間態而轉變成穩定晶態相，也可以連續地轉變為穩定晶態相。非晶態的晶化反應是一種晶體的形核和長大的過程。視合金成分的不同，它可分為多形型（poly-morphous）、初晶型（primary）和共晶型（eutectic）三類。多形型晶化不發生成分的改變，其開始晶化形成的晶體的成分和非晶態基體相同。初晶型晶化則是某一種成分的晶體首先在非晶態基體上形核長大，通過成分的擴散，然後形成第二種晶體。共晶型晶化則類同於一般金屬凝固中發生的共晶反應，也伴隨有合金元素的擴散。非晶態金屬成分不同，在非晶態基體中所形成的晶體相的自由能不同，則晶化的類型也不同。圖4表示了其中三種成分Fe-B合金的典型的晶化反應方式。成分Fe86B14的晶化是以α-Fe晶體的析出開始，屬於初晶型晶化方式；成分Fe80B20的晶化是以α-Fe+Fe3B共晶方式進行；而成分Fe75B25的晶化產物為Fe3B晶體，與母體成分相同，屬於多形型晶化反應。這三種成分的Fe-B合金晶化後最終都將轉變為自由能最低的α-Fe+Fe2B。一般來講，非晶態金屬的晶化會嚴重地損害非晶態金屬許多優異的性能，如磁性、韌性和抗腐蝕性等。另一方面，非晶態金屬有控制的部分或全部晶化卻又是一種有用的工藝手段，如非晶態金屬通過晶化，可以獲得微晶粉末；通過有控制的部分晶化，晶體的釘扎作用使 (Mo，Ru)80B20非晶合金的超導臨界電流密度大大提高。非晶態金屬

Ⅳ 什麼是非晶態

非晶態

非晶態材料是一類新型的固體材料，包括我們日常所見的種玻璃塑料高分子

聚合物以及新近發展起來的金屬玻璃非晶態合金非晶態半導體非晶態超導體等

等。晶態物質內部原子呈周期性頒，而非晶態物質內部則沒有這種周期性。由於

結構不同，非晶態物質具有許多晶態物質所不具備的優良性質。玻璃就是非晶態

物質的典型，對其結構的研究已有幾十年的歷史並奠定了相當的基礎。玻璃和高

分子聚合物等傳統非晶態材料的廣泛應用也早已為人們所熟悉，而近二、三十年

發展起來的各種新型非晶態材料由於其優異的機械特性（強度高彈性好硬度高韌

性好耐磨性好等）電磁學特性、化學特性（穩-定性高耐蝕性好等）、電化學特

性及優異的催化活性，已成為一大類發展潛力很大的新材料，且由於其廣泛的實

際用途而倍受人們的青睞。

金屬玻璃 金屬玻璃是一類最受矚目的非晶態新材料。1962年，DUWEZ等人從

熔融金屬急冷製成了金屬玻璃並開始進行研究。金屬玻璃因其優異的機械性能可

用作高強度的耐磨磁頭，有些金屬玻璃的軟磁性可與最好的晶態材料媲美，其鐵

磁損耗則比晶態材料小得多，是理想的電磁材料，有些金屬玻璃的耐輻射性能使

其成為很好的電阻和熱電偶材料。

非晶態合金 非晶態合金是近年來得到迅速發展、具有廣闊應用前景的新材

料，目前可用多種方法獲得，其中電鍍和化學鍍方法以其工藝簡便、成本低、可

大面積鍍覆等優點而日益受到人們的重視。Ni-P非晶態合金是該類材料中的型，

在計算機硬磁碟、磁記錄材料、電子材料、半導體材料等方面具有廣泛的用途。

今天對非晶態物質的制備和結構研究已取得很大的進展，各種具有特殊功能

的非晶態材料不斷涌現，非晶態材料科學已成為一門重要的分支學科。

Ⅵ 非晶態材料的材料制備

制備非晶態材料的方法很多，最常見的是熔體急冷和從氣相淀積(如蒸發、離子濺射、輝光放電等)。近年來又發展了離子轟擊、強激光輻射和高溫爆聚等新技術，並已能大規模連續生產。
一些具有足夠粘度的液體，經快速冷卻即可獲得其玻璃態。1960年P.杜韋斯等人利用很高的冷卻速率，將傳統的玻璃工藝發展到金屬和合金，製成對應的非晶態材料，稱之為金屬玻璃或玻璃態金屬。其工藝原理如圖所示。當射頻加熱線圈將樣品熔融時，開啟閥門，加壓氣流(如He、N、Ar等)沖破聚酯膜片,使樣品從石英坩堝下端的噴嘴急速噴射到冷卻銅塊上，冷速可達10K/s以上，以獲得其非晶態。除少數比較容易形成玻璃態的合金(如Pd-Cu-Si，Pd-Ni-P，Pt-Ni-P等)以外，大部分金屬玻璃的冷卻速率都相當高，一般在10～10K/s，厚度在50μm以內,也有先製成幾十微米以內的非晶態細顆粒，再壓結成塊狀非晶合金的。 一般認為，純金屬無法用目前達到的10～10K/s的冷卻速度，由液態急冷得到玻璃態。所以，目前所有的玻璃態金屬都包含有兩種或兩種以上的組元。大部分玻璃態合金都具有兩種成分，一部分是金屬性強的元素，如Cu、Ag、Au或過渡金屬Fe、Co、Ni、Pd、Pt；另一部分是非金屬、類金屬元素，如3價的B，4價的C、Si、Ge，5價的P。前者的總和約佔70～80at%(原子百分數)，後者約佔20at%，這樣的組分配比可用非晶態固體的伯耳納多面體模型加以解釋。最易得到非晶態的組分是在合金相圖的共晶點附近，其對應的熔化溫度最低。

Ⅶ 試討論如何容易得到非晶態

非晶態材料是一種固態材料，其分子並不是以晶格形式分布，而是無序任意分布的。和液相中一樣，分子是無序分布的，但這是一種不可移動形式的分子。分子因冷卻而失去了自由移動的能力，並且最終其位置將不會再發生變化，非晶態材料從而得以轉換為固相，這種現象是非常常見的。

非晶態材料通常是由大分子組成的，其在熔體狀態下已顯示出了極高的粘度，冷卻時，分子最終會固定不再移動，從而造成無法再自行分布。這特別適用於塑料，塑料通常具有部分結晶屬性，因為其一部分會形成一種類型的晶格。非晶態材料通常附著有外來分子，這些外來分子會干擾形成基本材料的晶格。例如：基於這一原理的玻璃非晶態結構。

光的吸收基於晶格的共振激發。故此，晶格是不透明的。由於沒有晶格就不會發生吸收現象，所以非晶態材料大多為透明的。如果非晶態材料不是透明的，則其大多含有結晶區域，例如：結晶材料的混合物。

大多可以通過熔體的冷卻速度來確定其為晶態或非晶態固體。如果冷卻速度極快，則分子沒有時間在凝固為晶格之前進行排列，故此其保持為非晶態。

Ⅷ 非晶態金屬的合金成分

形成非晶態的合金，大致可以分為兩大類：一種是過渡族金屬-類金屬系，其類金屬的組分約佔15～25at%；另一種金屬-金屬系，其溶質金屬的組分一般約佔25～50at%。然而，有些超出這個成分范圍的合金在急冷下也能形成非晶態的結構。根據計算機模擬結果，甚至純金屬也可用原子沉積法或在大於 1012K/s冷卻速率下用熔體急冷法得到非晶態金屬。金屬合金形成非晶態的難易程度常稱之為玻璃形成傾向。它視合金的成分不同，差異很大。從臨界冷卻速率理論考慮，合金的約化玻璃轉變溫度Trg(即玻璃轉變溫度Tg與合金熔化溫度Tm之比Tg/Tm）越大，抑制結晶成核長大而形成非晶態所要求的臨界冷卻速率就越小，也就越容易形成非晶態。絕大多數非晶態合金的Trg都在0.4～0.6范圍內，而實際得到的非晶態合金一般也都是在深共晶成分附近或熔點相對較低的合金成分上。從原子尺寸考慮，非晶態合金中兩種組元原子半徑（r1和r2）之比需滿足r1/r2<0.88，或r1/r2>1.12的條件。從金屬電子論角度出發，把非晶態金屬當作近自由電子固體來處理，滿足2kF=qp(kF為費密波矢之模，qp為結構因子第一峰的倒易距離）條件的合金成分，所形成的非晶態相比較穩定。