金属玻璃 (2).ppt

1、金属玻璃,一，什么是金属玻璃？,金属玻璃是指熔融合金在冷却过程中不发生结晶，而其内部结构中的原子呈长程无序排列的一类材料。 金属玻璃相对于金属而言，它是无定型材料，和玻璃相类似；而与一般氧化物相比，其主要成分是金属元素，没有普通玻璃的脆性和透明度，金属玻璃具有金属光泽，可以弯曲，外观上普通金属材料没有任何区别。,金属和玻璃的最大的差别在于：金属在从液态冷却凝固的过程中有确定的凝固点，原子按一定的规律排列，形成晶体；而玻璃从液态到固态是连续变动的，没有明确的分界线，即没有固定凝固点。因此，金属是一种典型的晶体材料，它的许多特性是由其内部晶体结构决定的；而玻璃却是一种非晶体材料，固态玻璃和液态玻璃

2、内部原子呈无序紊乱排列。,1960年，美国科学家皮?杜威等首先发现某些液态贵金属合金（如金-硅合金）在冷却速度非常快的情况下，当金属内部的原子来不及“理顺”位置，仍处于无序紊乱状态时，便马上凝固了，成为非晶态金属。这些非晶态金属具有类似玻璃的某些结构特征，故称为“金属玻璃”。金属玻璃的问世打破了建立在金属晶体结构基础上的传统金属学研究方法，它的许多独特而且宝贵的性能使其在实际应用中初露锋芒。,大部分的金属在冷却时都会结晶，把它们的原子排列成有规则的图案，叫做格构(lattice)。但如果结晶不出现，原子便会随机排列成为金属玻璃,金属玻璃的特性,力学性能强韧兼备，其强度和硬度比现有的一般晶态金属

3、都高 耐蚀性能极强 还具有良好的软磁性,新型金属玻璃最主要特点和优势是具有很高的强度、硬度、弹性、刚性，它可以经受180弯曲而不断裂，是钢的5倍。具有迄今为止金属所没有的各种特性。总之，与结晶金属相比，金属玻璃没有结晶结构，原子在一点点的间隙中有活动余地，因此它比普通金属的弯曲性、复原性更好。科学家还发现金属玻璃比结晶金属的弹性极限提高了3倍。,另外，在耐腐蚀性上，由于结晶金属存在“缺陷”，容易给腐蚀的发生提供缝隙，而金属玻璃的表面整齐致密，不给腐蚀提供任何机会，所以其耐腐蚀性更强。如果再使用一种以上的耐腐金属作为金属玻璃的成分，那么这种金属玻璃的耐腐蚀性就会大大加强。因此金属玻璃被人们赞为“

4、敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王” “玻璃之王” 不同于玻璃，金属璃不透明玻，不发脆。金属玻璃在变形后更容易弹回至它的初始形状 ，不变质，重量轻 金属玻璃还具有优越的磁学性能。,三，金属的制备方法,原子沉积法 原子积法制备金属玻璃时的冷却速度，一般要比用液体急冷法的要高，故较易保留那些沉其自由能比平衡相的自由能要大的相 液体急冷法 大于10的速度急冷，在液体金属中比较紊乱的原子排列保留到固体 则可获得金属玻璃,何纳乔利用感应熔炉 ，很快地将金属混合物溶化 变为金属玻璃,金属玻璃的用途,金属玻璃特殊的微结构使其具有许多普通晶态材料所不具备的优良的力学、化学及物理性能，使之在机械、通讯、航空航天、汽车

5、工业、化学工业、运动器材乃至国防军事上都具有广泛的应用潜力。 由于金属玻璃的低摩擦、高强度和搞磨损等特殊性能，使它将在未来的太空探索中发挥着重要的作用 在军工方面，金属玻璃因具有类似贫铀合金的高度剪切敏感性和更高的强度以及非常好的弹性，成为有望替代制作穿甲弹贫铀合金的新材料。块状金属玻璃的声阻特性及高弹性特性，这类材料还有可能用作复合装甲的夹层，以配备军方的坦克、战斗机、舰艇或其它装备来提高其防常规武器攻击的能力。,在电子信息领域，随着纳米技术的迅猛发展，金属玻璃将是不可缺少的微型组装材料，在电子、微电子和集成电路等领域的应用前景看好，如计算机、网络、通信和工业自动化等。 在医学与生物方面，金

6、属玻璃因具有良好的生物相容性和无过敏反应，可用于外科手术的手术刀、人造骨头、体内生物传感材料和人选牙齿等。,具体运用 由于金属玻璃的高饱和磁感应、低铁损等优点，制造收录机的磁头，可以避免磁头尖部的脱落现象、降低磁头与磁带摩擦发出的噪声，这将会给人们带来优美、清晰的音质和理想的音响效果,在体育器械方面，金属玻璃也将在滑雪、滑冰、棒球、网球、自行车和潜水等许多体育工项目中得到应用,如果用金属玻璃来代替变压器中的硅钢片，可使变压器的空载损耗减小2/3。照此推算，如果全国都采用全属玻璃铁芯，每年可节电100亿千瓦时，合50亿人民币。,经过多年攻关，我国科学家今年在金属玻璃的制备和机理研究上获得一系列重

7、大进展，并成功制备出用于卫星太阳能电池等伸展机构的金属玻璃材料。除了用于卫星太阳能电池，科学家还将金属玻璃粉体用于润滑等领域，利用其高硬度、高弹性、低摩擦系数等特性，提高了润滑油的性能。（2011年08月08日扬子晚报 ）,金属玻璃也有缺陷,在室温拉伸载荷作用下，金属玻璃块体材料几乎没有宏观塑性，这成为其作为结构材料应用的瓶颈。通常，在室温加载时，金属玻璃发生高度局域化的剪切形变，即形变集中于数量很少、宽度只有几十纳米的剪切带内；而且剪切带一旦形成便迅速扩展，导致材料瞬间发生灾难性断裂。尽管金属玻璃呈现宏观脆性，但在微观尺度下单一剪切带内的局域剪切应变却可以达到100%1000%。,如何解决这一问题？,与宏观尺寸金属玻璃的室温形变与断裂行为截然不同，微观尺度的样品不仅表现出稳定可控的形变行为，而且具有良好的拉伸塑性。小尺寸金属玻璃可具有良好拉伸塑性的发现，不仅有助于深入理解金属玻璃室温形变的本质，也揭示了金属玻璃在薄膜和微器件上的潜在应用价值。,谢 谢,美科学家发明