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分享非晶态材料的特性

2021-09-17 09:00:37

作为一类特殊结构的刚性固体,金属玻璃具有比一般金属都高的强度(如非晶态 Fe80B20,断裂强度σF达37kgf/mm,为一般结构钢的七倍多);而且强度的尺寸效应很小。它的弹性也比一般金属好,弯曲形变可达50%以上。硬度和韧性也很高(维氏硬度HV一般在1000~2000左右)。

低含铬的铁基金属玻璃(Fe27Cr8P13C7)的抗腐蚀性远比不锈钢为好。由于原子排列的长程无序,声子对传导电子散射的贡献很小,使其电阻率很高,室温下一般在 100μΩ·cm 以上,电阻率的温度系数很小(低于±10K;0K时具有很高的剩余电阻。在某些非晶态合金中(如PdSiCr),电阻在电阻温度曲线T=Tm时存在一个极小值,当T<Tm时,电阻随温度降低而升高,类似于晶态稀释合金中的近藤效应,其机制尚不清楚。

现已报道的非晶态急冷超导合金有15种,其超导转变温度为1.58.71K,比晶态超导体为低,其特点是耐辐照能力远比晶态为强。以过渡金属(铁、钴、镍)为基质的金属玻璃具有优异的软磁性能(磁性材料),高导磁率和低交流损耗,远优于商用硅钢片,可和坡莫合金相比,如(Fe4Co96)(P16B6Al3)非晶态合金的矫顽力Hc0.13Oe,剩磁Br4500G,有可能广泛应用于高、低频变压器(部分代替硅钢片和坡莫合金)、磁传感器、记录磁头、磁屏蔽材料等。

经过研究,玻璃内部结构没有“空间点阵”特点,而与液态的结构类似。只不过“类晶区”彼此不能移动,造成玻璃没有流动性。我们将这种状态称为“非晶态”。严格地说,“非晶态固体”不属于固体,因为固体专指晶体;它可以看作一种极粘稠的液体。因此,“非晶态”可以作为另一种物态提出来。除普通玻璃外,“非晶态”固体还很多,常见的有橡胶、石蜡、天然树脂沥青和高分子塑料等。


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