金属玻璃制备技术-第1篇-洞察及研究

1/1金属玻璃制备技术第一部分金属玻璃定义及特性 2第二部分金属玻璃制备原理 5第三部分常见制备方法比较 9第四部分金属玻璃结构分析 14第五部分材料选择与成分设计 18第六部分制备工艺参数优化 21第七部分应用领域及性能评价 25第八部分发展趋势与挑战 28

第一部分金属玻璃定义及特性

金属玻璃，亦称金属非晶态，是指具有玻璃态结构的金属合金材料。它是一种介于晶体和非晶体之间的物质状态，具有独特的物理和化学特性。金属玻璃的制备技术是近年来材料科学领域的一个重要研究方向，本文将介绍金属玻璃的定义、特性及其制备技术。

一、金属玻璃的定义

金属玻璃是一种具有玻璃态结构的金属合金材料。与传统金属相比，金属玻璃在制备过程中不经历晶态，而是通过快速冷却使其保持非晶态。由于金属玻璃的特殊结构，其具有一系列独特的物理和化学特性。

二、金属玻璃的特性

1.非晶态结构

金属玻璃的非晶态结构是其最显著的特征。与传统金属的晶态结构相比，金属玻璃的原子排列无序，形成了一种类似玻璃的连续网络结构。这种结构使金属玻璃具有优异的韧性和抗冲击性能。

2.优异的机械性能

金属玻璃具有高强度、高韧性、高硬度和良好的抗冲击性能。例如，某些金属玻璃的强度可以超过传统金属，而其韧性和抗冲击性能也远高于传统金属。

3.良好的耐腐蚀性能

金属玻璃的表面能较低，不易与外界环境发生化学反应，具有良好的耐腐蚀性能。在海洋、化工、航空航天等领域，金属玻璃的应用具有重要意义。

4.热稳定性好

金属玻璃在宽广的温度范围内具有良好的热稳定性。在高温下，金属玻璃不会像传统金属那样出现晶化或软化现象，这使得金属玻璃在高温环境下具有较好的应用价值。

5.无磁性

金属玻璃是一种非磁性材料，不含铁磁性元素。这使得金属玻璃在电子工业、航空航天等领域具有广泛的应用前景。

6.较低的密度

金属玻璃的密度通常较低，约为传统金属的50%-70%。这使得金属玻璃在航空航天、军工等领域具有较好的应用价值。

三、金属玻璃的制备技术

1.溶液冷却法

溶液冷却法是制备金属玻璃的一种常用方法。该方法将金属合金溶解在适当的溶剂中，然后迅速冷却，使金属合金在溶剂中形成非晶态。溶液冷却法具有制备工艺简单、成本低廉等优点。

2.真空急冷法

真空急冷法是一种较为先进的金属玻璃制备技术。该方法在真空条件下，将金属合金熔融并迅速冷却，以实现金属玻璃的制备。真空急冷法具有制备质量高、性能优异等优点。

3.电弧熔化法

电弧熔化法是一种通过电弧加热金属合金，使其熔融并迅速冷却制备金属玻璃的方法。该方法具有制备速度快、成本较低等优点。

4.电子束熔化法

电子束熔化法是一种利用高能电子束加热金属合金，使其熔融并迅速冷却制备金属玻璃的方法。该方法具有制备精度高、质量稳定等优点。

总之，金属玻璃是一种具有优异性能的新型金属材料。随着制备技术的不断进步，金属玻璃在各个领域的应用将会越来越广泛。第二部分金属玻璃制备原理

金属玻璃，又称金属非晶态，是一种具有短程有序、长程无序结构的特殊金属合金。自20世纪50年代发现以来，金属玻璃因其优异的力学性能、磁性能、电性能和耐腐蚀性能等而被广泛应用于航空航天、电子信息、医疗器械等领域。金属玻璃的制备技术主要包括熔体冷却法、机械合金化法、电弧熔炼法等。本文将重点介绍金属玻璃制备原理，以熔体冷却法为例进行阐述。

一、熔体冷却法的基本原理

熔体冷却法是制备金属玻璃的主要方法之一，其基本原理是在高温下将金属合金熔化，然后迅速冷却至室温，使其在冷却过程中无法形成晶体结构。这样，金属原子在熔体中保持无序排列，最终形成金属玻璃。

1.熔体冷却速率对金属玻璃的影响

熔体冷却速率是影响金属玻璃性能的关键因素之一。根据热力学理论，冷却速率越高，金属原子越难形成晶体结构，因此越容易形成金属玻璃。然而，冷却速率过高会导致金属玻璃的密度和强度下降，降低其应用价值。

研究表明，当冷却速率达到10^7～10^8℃/s时，金属玻璃的制备效果较好。此时，金属原子在熔体中保持无序排列，形成短程有序、长程无序的结构。

2.熔体冷却过程中温度梯度和热应力对金属玻璃的影响

在熔体冷却过程中，温度梯度和热应力也会对金属玻璃的性能产生一定影响。

（1）温度梯度：温度梯度越大，熔体冷却速率越快，有利于提高金属玻璃的制备效果。然而，过大的温度梯度会导致金属玻璃内部产生应力，从而降低其韧性。

（2）热应力：热应力是熔体冷却过程中产生的应力，其大小与冷却速率、材料的热膨胀系数等因素有关。过大的热应力会导致金属玻璃内部产生裂纹，降低其性能。

3.熔体成分对金属玻璃的影响

熔体成分是影响金属玻璃性能的重要因素。一般来说，金属玻璃的制备需要采用具有足够玻璃形成能力的合金，如Cu、Zr、Ti等元素。这些元素在熔体中具有较高的化学活性，有利于形成无序结构。

此外，熔体中元素的比例也会影响金属玻璃的性能。例如，Cu-Zr系金属玻璃，当Zr含量较高时，其强度和韧性较好；而当Cu含量较高时，其导电性能较好。

二、熔体冷却法在实际制备中的应用

1.液态金属冷却技术

液态金属冷却技术是一种常见的熔体冷却方法，其基本原理是将金属合金熔化后，通过喷嘴、喷管等装置将其喷射到冷却水或气流中，实现高速冷却。这种方法具有冷却速度快、制备周期短等优点。

2.真空冷却技术

真空冷却技术是利用真空环境减小气体的热传导和辐射，降低熔体冷却速率的一种方法。这种方法可提高冷却速率，有利于制备具有优异性能的金属玻璃。

3.超声波冷却技术

超声波冷却技术是利用超声波在熔体中产生空化作用，形成高速冲击波，从而加速熔体冷却速率的一种方法。这种方法可提高金属玻璃的制备效果，并降低制备成本。

总之，金属玻璃制备原理主要包括熔体冷却法、机械合金化法、电弧熔炼法等。本文以熔体冷却法为例，阐述了其基本原理、影响因素及在实际制备中的应用。深入了解金属玻璃制备原理，对于优化制备工艺、提高金属玻璃性能具有重要意义。第三部分常见制备方法比较

金属玻璃，又称为非晶态合金，因其具有独特的物理与化学性能，如玻璃态的脆性、优异的机械性能、高热稳定性和低磁损耗等，在众多领域得到广泛应用。目前，金属玻璃的制备技术主要包括以下几种：熔体急冷法、机械合金化法、电弧熔炼法、脉冲电子束熔炼法等。以下是对这些制备方法进行比较的综述。

一、熔体急冷法

熔体急冷法是最传统的金属玻璃制备方法，主要包括以下两个步骤：熔体形成和急冷处理。

（1）熔体形成：将金属混合熔化，形成均匀的熔融金属。

（2）急冷处理：将熔融金属迅速冷却至室温，使其凝固成玻璃态。

熔体急冷法的优点是设备简单、成本低廉，且制备工艺较为成熟。然而，该方法存在以下局限性：

1.熔点要求高：部分金属玻璃的熔点较高，如贵金属合金，使得熔体形成过程较为困难。

2.传质困难：由于熔体在冷却过程中存在较大的热梯度，从而导致传质困难，影响金属玻璃的质量。

3.空气氧化：在急冷过程中，熔融金属容易与空气中的氧气发生反应，导致金属玻璃表面出现氧化膜。

二、机械合金化法

机械合金化法是一种通过机械力作用实现金属原子间混合的方法。该方法主要包括以下步骤：

1.将金属粉末混合：将不同金属粉末按照一定比例混合。

2.机械合金化：将混合粉末放入高能球磨机中，通过球磨作用使金属原子发生混合。

3.冷却与固化：将机械合金化后的粉末进行冷却和固化，得到金属玻璃。

机械合金化法具有以下优点：

1.制备工艺简单：机械合金化法无需高温熔融，降低了制备难度。

2.混合效果良好：球磨过程中，金属粉末受到强烈冲击和剪切，有利于金属原子间的混合。

3.可制备高熔点金属玻璃：机械合金化法可制备熔点较高的金属玻璃，如钛基合金。

然而，该方法也存在以下缺点：

1.能耗高：球磨过程中需要消耗大量能量。

2.粉末质量差：机械合金化过程中，粉末容易发生团聚，影响金属玻璃的微观结构。

3.耐磨性差：机械合金化设备易磨损，影响使用寿命。

三、电弧熔炼法

电弧熔炼法是一种利用电弧产生的热量熔炼金属的方法。该方法主要包括以下步骤：

1.金属粉末装载：将金属粉末按照一定比例装入熔炼炉中。

2.电弧熔炼：通过电极产生的电弧加热金属粉末，使其熔化。

3.冷却与固化：将熔融金属迅速冷却至室温，得到金属玻璃。

电弧熔炼法具有以下优点：

1.成本低：电弧熔炼设备相对简单，投资成本较低。

2.可制备高熔点金属玻璃：电弧熔炼法可制备熔点较高的金属玻璃，如钨基合金。

然而，该方法也存在以下缺点：

1.熔炼过程难以控制：电弧产生的热量不易控制，容易导致金属玻璃性能不稳定。

2.粉末质量差：电弧熔炼过程中，粉末容易发生团聚，影响金属玻璃的微观结构。

3.空气氧化：电弧熔炼过程中，熔融金属易与空气中的氧气发生反应，导致金属玻璃表面出现氧化膜。

四、脉冲电子束熔炼法

脉冲电子束熔炼法是一种利用电子束加热熔炼金属的方法。该方法主要包括以下步骤：

1.金属粉末装载：将金属粉末按照一定比例装入熔炼炉中。

2.脉冲电子束熔炼：利用脉冲电子束加热金属粉末，使其熔化。

3.冷却与固化：将熔融金属迅速冷却至室温，得到金属玻璃。

脉冲电子束熔炼法具有以下优点：

1.熔炼过程可控：脉冲电子束能够精确控制熔炼过程，有利于金属玻璃性能的稳定。

2.制备工艺简单：脉冲电子束熔炼设备相对简单，投资成本较低。

3.可制备高质量金属玻璃：脉冲电子束熔炼法可制备高质量金属玻璃，如钛基合金。

然而，该方法也存在以下缺点：

1.设备昂贵：脉冲电子束熔炼设备价格较高，投资成本较大。

2.能耗高：脉冲电子束熔炼过程中需要消耗大量能量。

3.粉末质量差：脉冲电子束熔炼过程中，粉末容易发生团聚，影响金属玻璃的微观结构。

综上所述，各种金属玻璃制备方法各有优缺点，在实际应用中应根据具体需求和条件选择合适的制备方法。随着材料科学和技术的不断发展，金属玻璃制备技术将不断创新，为金属玻璃的应用提供更多可能性。第四部分金属玻璃结构分析

金属玻璃，又称无定形金属合金，是一种具有玻璃态结构的金属材料。金属玻璃的制备技术涉及多种合金体系的探索和优化，其中金属玻璃的结构分析是其研究的重要组成部分。本文将简要介绍金属玻璃结构分析的相关内容。

一、金属玻璃的结构特征

金属玻璃的结构特征主要体现在以下几个方面：

1.空间无序性：金属玻璃的原子排列无规律、呈无序状态。与晶态金属相比，金属玻璃的原子排列更加混乱，没有长程有序的结构。

2.高配位数：金属玻璃中原子间的配位数较高，通常在12-14之间。这有利于提高金属玻璃的弹性和韧性。

3.空间位错：金属玻璃中存在一定的空间位错，这些位错对金属玻璃的力学性能和热稳定性有一定影响。

4.存在缺陷：金属玻璃中存在多种缺陷，如空位、间隙原子、位错等。这些缺陷对金属玻璃的物理性能有重要影响。

二、金属玻璃结构分析方法

1.X射线衍射（XRD）：XRD是研究金属玻璃结构的重要手段之一。通过分析XRD图谱，可以确定金属玻璃的晶体结构、晶粒尺寸、晶界等参数。

2.中子衍射：中子衍射具有穿透力强、分辨率高的特点，适用于研究金属玻璃的微观结构。通过中子衍射实验，可以获得金属玻璃的原子配位数、原子间距等参数。

3.电子衍射（EDS）：电子衍射实验可以观察到金属玻璃的微观结构，如晶粒、位错等。此外，EDS还可以分析金属玻璃中的元素成分和化学态。

4.透射电子显微镜（TEM）：TEM是研究金属玻璃微观结构的重要手段，可以观察到金属玻璃的原子排列、晶粒尺寸、位错等。通过TEM图像分析，可以获得金属玻璃的精细结构信息。

5.红外光谱（IR）：红外光谱可以分析金属玻璃中的化学键和官能团。通过IR光谱分析，可以研究金属玻璃的相组成、结构变化等。

6.扫描隧道显微镜（STM）：STM具有极高的空间分辨率，可以观察到金属玻璃表面的原子排列。通过STM实验，可以研究金属玻璃的表面结构、化学性质等。

三、金属玻璃结构分析实例

以Cu-Zn-Ag金属玻璃为例，介绍金属玻璃结构分析的过程：

1.制备Cu-Zn-Ag金属玻璃样品，并进行XRD分析。XRD结果表明，Cu-Zn-Ag金属玻璃在室温下无晶态结构。

2.对Cu-Zn-Ag金属玻璃样品进行中子衍射实验。结果表明，Cu-Zn-Ag金属玻璃的原子配位数为14，原子间距为0.3nm。

3.对Cu-Zn-Ag金属玻璃样品进行TEM实验。TEM图像显示，Cu-Zn-Ag金属玻璃呈非晶态，晶粒尺寸约为1nm。

4.对Cu-Zn-Ag金属玻璃样品进行IR光谱分析。结果表明，Cu-Zn-Ag金属玻璃中存在Cu-O、Zn-O、Ag-O等化学键。

5.对Cu-Zn-Ag金属玻璃样品进行STM实验。STM图像显示，Cu-Zn-Ag金属玻璃表面原子排列无序，存在一定数量的空位和位错。

通过上述分析，可以得出Cu-Zn-Ag金属玻璃的结构特征，为其制备和应用提供理论依据。

总结：金属玻璃结构分析是其研究的重要组成部分。通过多种实验手段，可以揭示金属玻璃的微观结构、化学键、缺陷等特征。这些研究成果有助于提高金属玻璃的制备技术，拓宽其应用领域。第五部分材料选择与成分设计

在金属玻璃的制备过程中，材料选择与成分设计至关重要，它直接关系到金属玻璃的性能和制备工艺。本文将从以下几个方面对金属玻璃制备中的材料选择与成分设计进行探讨。

1.金属玻璃的基本原理

金属玻璃是一种无定形金属合金，具有类似玻璃的透明性和非晶态结构。与传统的结晶金属相比，金属玻璃具有更高的强度、更好的韧性和优异的导电、导热性能。金属玻璃的制备原理是通过控制冷却速度，使合金在液态时迅速凝固，从而形成非晶态结构。

2.材料选择

在金属玻璃的制备过程中，材料的选择至关重要。以下是一些常用的金属玻璃材料：

（1）主金属元素：主金属元素是构成金属玻璃的基础，常见的有Al、Cu、Ni、Co、Mg等。这些金属元素具有较高的熔点和良好的塑性。

（2）非晶形成元素：非晶形成元素在金属玻璃中起到稳定非晶态结构的作用，常见的有Ge、Pb、Sn、In等。这些元素在合金中的含量通常较低，但对金属玻璃的性能影响较大。

（3）晶化抑制剂：晶化抑制剂用于防止金属玻璃在制备过程中晶化，常见的有Ti、B、S等。这些元素可以与主金属元素形成固溶体，从而降低合金的晶化倾向。

3.成分设计

成分设计是金属玻璃制备的关键环节，以下是一些常见的成分设计原则：

（1）非晶形成元素含量：非晶形成元素含量对金属玻璃的性能影响较大。通常，非晶形成元素含量越高，金属玻璃的韧性和非晶态稳定性越好。然而，过高的含量会导致金属玻璃的熔点降低，从而影响其制备工艺。

（2）主金属元素含量：主金属元素含量对金属玻璃的性能和制备工艺也有一定影响。高含量主金属元素有利于提高金属玻璃的强度和导电、导热性能，但过高的含量会导致制备过程中液态合金的黏度增大，从而影响冷却速度。

（3）晶化抑制剂含量：晶化抑制剂含量对金属玻璃的非晶态稳定性有重要影响。适量的晶化抑制剂可以提高金属玻璃的非晶态稳定性，但过高的含量会导致金属玻璃的力学性能下降。

（4）合金相结构：合金相结构对金属玻璃的性能有较大影响。通过优化合金相结构，可以提高金属玻璃的强度、韧性和导电、导热性能。

4.实例分析

以下是一些金属玻璃的典型成分设计实例：

（1）Al-Pb合金：Al-Pb合金是研究较早的金属玻璃，其成分设计为Al含量在64%左右，Pb含量在36%左右。这种金属玻璃具有较好的非晶态稳定性和力学性能。

（2）Cu-Pb-In合金：Cu-Pb-In合金是一种具有优异导电、导热性能的金属玻璃。其成分设计为Cu含量在65%左右，Pb含量在30%左右，In含量在5%左右。

（3）Mg-Pb-In合金：Mg-Pb-In合金是一种具有优异力学性能的金属玻璃。其成分设计为Mg含量在70%左右，Pb含量在20%左右，In含量在10%左右。

5.总结

金属玻璃制备中的材料选择与成分设计对于提高金属玻璃的性能和制备工艺具有重要意义。通过对材料选择和成分设计的深入研究，可以为金属玻璃的制备和应用提供理论依据和技术支持。第六部分制备工艺参数优化

在金属玻璃的制备过程中，工艺参数的优化对于最终产品的性能和质量起着至关重要的作用。以下是对《金属玻璃制备技术》中关于制备工艺参数优化的详细介绍。

一、熔体冷却速率与温度

熔体冷却速率是金属玻璃制备过程中的关键参数之一。研究表明，冷却速率对金属玻璃的微观结构和性能有显著影响。一般来说，较高的冷却速率有利于形成均匀的玻璃结构，提高材料的强度和韧性。然而，过快的冷却速率可能导致应力集中，影响材料的力学性能。

具体来说，熔体冷却速率对金属玻璃的制备有以下影响：

1.冷却速率对玻璃转变温度（Tg）的影响：随着冷却速率的增加，Tg逐渐降低。当冷却速率超过一定值时，Tg的变化趋于平缓。

2.冷却速率对玻璃化转变温度（Tg）附近玻璃态区域的影响：随着冷却速率的增加，玻璃态区域逐渐减小，导致材料的脆性增加。

3.冷却速率对玻璃态结构的影响：较高的冷却速率有利于形成较紧密的玻璃态结构，提高材料的强度和韧性。

在实际制备过程中，应根据具体材料体系和研究目的，优化熔体冷却速率。例如，在制备具有较高韧性要求的金属玻璃时，可采用较低的冷却速率。

二、熔体成分与配比

熔体成分对金属玻璃的制备和性能有重要影响。在优化熔体成分时，需要考虑以下几个方面：

1.熔点：熔点越高的材料，制备过程中所需的能耗越高。因此，在实际应用中，应尽量选择熔点较低的合金体系。

2.熔体黏度：熔体黏度是影响冷却速率和玻璃态结构形成的关键因素。较低的熔体黏度有利于提高冷却速率，形成均匀的玻璃态结构。

3.热导率：热导率高的材料有利于提高冷却速率，有利于玻璃态结构的形成。

在实际制备过程中，应根据材料体系和研究目的，优化熔体成分与配比。以下是一些优化策略：

1.选择合适的合金元素：通过调整合金元素种类和配比，可以改变熔体的性质，从而优化玻璃态结构和性能。

2.掺杂元素：掺杂一些具有特殊性质（如提高熔体黏度、降低熔点等）的元素，可以优化熔体性质，提高制备效果。

3.掺杂其他材料：掺杂一些具有特殊性能的材料，可以提高金属玻璃的性能，如复合增强、热电、电磁等功能。

三、模具设计

模具设计对金属玻璃的制备和性能有重要影响。以下是一些优化模具设计的策略：

1.减少应力集中：设计时应考虑尽量减少应力集中，避免因应力集中导致的缺陷和裂纹。

2.提高冷却速率：优化模具结构，提高冷却速率，有利于形成均匀的玻璃态结构。

3.考虑材料热膨胀系数：模具材料的热膨胀系数应与金属玻璃材料相近，以避免因热膨胀引起的变形。

4.模具表面粗糙度：模具表面粗糙度应尽量降低，以减少表面缺陷和应力集中。

四、制备工艺参数优化方法

1.试验设计：通过试验设计，优化工艺参数，如熔体冷却速率、熔体成分、模具设计等。

2.仿真模拟：利用计算机模拟技术，预测和分析不同工艺参数对金属玻璃性能的影响，为实际制备提供理论依据。

3.优化算法：采用遗传算法、粒子群优化等智能优化算法，快速找到最优工艺参数组合。

总之，金属玻璃制备工艺参数的优化是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。通过不断优化工艺参数，可以制备出性能优异的金属玻璃材料。第七部分应用领域及性能评价

金属玻璃，也称为非晶态金属，是一种具有玻璃态结构的金属材料。由于其独特的物理和化学性质，金属玻璃在众多领域展现出广泛的应用前景。以下是对金属玻璃制备技术中应用领域及性能评价的详细介绍。

#应用领域

1.电子信息领域

-电子封装材料：金属玻璃具有良好的绝缘性能和热导性，适用于电子封装领域，如芯片封装、散热材料等。例如，Inconel625金属玻璃在高温环境下表现出优异的性能，被用于高频电子封装。

-微波器件：金属玻璃在微波器件中的应用包括滤波器、天线、反射器等。由于其非晶态结构，金属玻璃可以设计出复杂的微波器件结构，提高器件的性能。

2.能源领域

-储氢材料：金属玻璃具有高孔隙率和大的比表面积，是储氢材料的理想候选。例如，Al-Co金属玻璃在室温下具有较高的氢吸附能力，储氢量可达3.7wt%。

-电池材料：金属玻璃在电池材料中的应用包括电极材料、隔膜等。金属玻璃电极材料具有良好的导电性和稳定性，适用于高倍率放电的电池。

3.航空航天领域

-高温结构材料：金属玻璃在高温环境下的强度和稳定性优于传统金属材料，适用于高温结构部件，如涡轮叶片、燃烧室等。

-复合材料：金属玻璃可以作为增强相，与聚合物或陶瓷等材料复合，形成高性能复合材料，应用于航空航天结构件。

4.生物医学领域

-医疗器械：金属玻璃具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，适用于医疗器械，如心血管支架、植入物等。

-药物载体：金属玻璃可以作为药物载体，用于靶向药物输送，提高药物的治疗效果。

#性能评价

1.力学性能

-硬度：金属玻璃的硬度通常高于传统金属材料，如不锈钢。例如，Ti-Zr-Ni金属玻璃的维氏硬度可达700MPa。

-韧性：金属玻璃的韧性较传统金属材料低，但通过合金化和加工工艺可以改善其韧性。

-耐冲击性：金属玻璃在低温下的冲击韧性较好，适用于低温环境。

2.热性能

-热导率：金属玻璃的热导率通常低于传统金属材料，但通过调整成分和结构可以提高其热导率。

-耐热性：金属玻璃在高温下的热稳定性较好，可承受较高的温度。

3.电磁性能

-电导率：金属玻璃的电导率通常高于传统非金属材料，但低于纯金属。

-磁性能：金属玻璃的磁性能取决于其成分和结构，可通过合金化和加工工艺调控。

4.耐腐蚀性能

-金属玻璃具有优异的耐腐蚀性能，尤其在腐蚀性介质中，如海水、酸碱溶液等。

5.生物相容性

-金属玻璃的生物相容性较好，适用于生物医学领域。

综上所述，金属玻璃作为一种新型金属材料，在多个领域展现出巨大的应用潜力。随着制备技术的不断发展和完善，金属玻璃的性能将得到进一步提升，为各行业带来更多创新应用。第八部分发展趋势与挑战

金属玻璃作为一种具有独特结构和性能的轻质高强材料，近年来在航空航天、电子信息、生物医疗等领域得到了广泛应用