非晶态合金性能与应用

非晶态合金性能与应用集美大学机械工程学院——童志强1第1页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强2其他性能及应用复杂的电阻-温度关系催化特性超导电性（见教材表6-7，P68）精密成形性：低熔点、良好的铸造特性、低的热膨胀系数、对铸型的形状及表面的精密复写性。第2页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强31.非晶态合金的机械性能第3页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强4第4页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强5第5页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强62.非晶态合金的软磁特性第6页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强73.非晶态合金的耐蚀性能第7页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强84.非晶合金电阻率与温度的关系第8页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强95.非属态合金的主要特性及应用第9页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强10非晶合金的应用非晶态材料有着其十分优越的价值，应用范围也十分广泛，可用于日常用品保护和装饰、功能材料的功能膜层、电子、电力、化工等领域，块状化的非晶合金在这些行业也显示出十分广阔的应用前景。第10页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强11因对磁性和无序系统的电子结构的基础性研究，共同获得了1977年度诺贝尔物理学奖。安德逊范弗莱克莫特第11页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强12（1）电力领域非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5－1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60％－70％。在“九五”期间，我国自行建成了年生产能力1000吨的非晶带材生产线及相应的年产600吨非晶配电变压器铁芯生产线。非晶软磁合金同时具有高饱和磁感和很低的高频损耗，且热稳定性好，是大功率开关电源用软磁材料的最佳选择。采用非晶铁芯的变压器的转换功率可达500kW，体积比功率铁氧体变压器减少50％以上。（2）电子信息领域为了减小体积，计算机开关电源的工作频率已经从20kHz提高到500kHz；为了实现CPU的低电压大电流供电方式，采用磁放大器稳定输出电压；为了消除各种噪音，采用抑制线路自生干扰的尖峰抑制器，以及抑制传导干扰的共模和差模扼流圈。因此，在开关电源和接口设备中增加了大量高频磁性器件，而非晶合金在此大有用武之地。在电子防窃系统中，早期利用钴基非晶窄带的谐波式防盗标签在图书馆中获得了大量应用。最近利用铁镍基非晶带材的声磁式防盗标签克服了谐波式防盗标签误报警率高、检测区窄等缺点，应用市场已经扩展到超级市场。

第12页，共14页，2023年，2月20日，星期四集美大学机械工程学院——童志强13（3）民用产品变频技术有利于节约电能、并减小体积和重量，正在大量普及。其中关键部件是高频损耗低、饱和磁感大的电感铁芯。铁基非晶合金在此类应用中有明显优势，将在变频零电绿色化方面发挥重要作用。目前在变频空调中使用非晶PFC电感已经成为一个热点。以非晶态硅太阳能电池发展为例，研发单晶硅太阳能电池耗资数十亿美元，该电池转化率高，但成本高昂，无法广泛推广。1975年开始研发掺杂非晶硅太阳能电池，转化率不断提高。如果转化率提高到10~12%，就可以代替单晶硅太阳能电池；如果组件成本能够再降低，就可以与核能相抗衡。金属玻璃材料比一般金属的强度还要大，例如非晶态Fe56B56的断裂强度达到370kg/mm2，是一般玻璃钢强度的7倍，已接近理想晶体的水平，并具有好于金属的弹性、弯曲性、韧性、硬度和抗腐蚀性，此外还具有良好的电学性能。总之，非晶合金不仅软磁性能优异，而且工艺简单、成本低廉；正在成为一类十分重