铁基大块非晶合金的发展现状.docx

铁基大块非晶合金的开展现状 铁基大块非晶合金的开展现状 摘要：本文表达了铁基大块非晶合金优异的性能及其在实际工程上的应用前景对其力学性能、磁学性能、耐蚀性能研究领域的最新进展进行了综述 关键词：铁基大块非晶合金 性能 应用 1.前言 自从1995年日本井上明久制备出Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si)系块体非晶合金以来，已制备出Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si)，(Nd,Pr)-Fe-(Al,Si),(Fe,Co)-(Zr,Hf,Nb,Ta)-B,(Fe,Co)-Ln-B和Fe-(Cr,Mo,W)-C-B等5类铁基块体非晶合金在众多的非晶合金当中，铁基非晶合金由于具有很高的强度，极强的耐腐蚀性能和良好的软磁性能〔如高的Js，低的Hc和高的磁导率〕而越来越引起研究者的广泛关注然而，由于铁基合金非晶形成能力较低，在冷却过程中需要很高的冷却速度，因此铁基非晶合金通常呈现非晶薄膜、条带和丝的形状，其最小尺度〔厚度或直径〕不超过几十个微米，难以扩展为重要的工程材料而得以应用研究开发具有高的GFA的铁基非晶合金，制备出块体铁基非晶材料就显得非常重要。

2.铁基大块非晶合金的性能 2.1 力学性能许多研究说明，非晶合金的力学性能与合金成分有密切关系例如Fe-B、Co-B、Ni-B二元合金中硬度随硼含量的增加而增加；对Fe80P20合金，参加任何第二个类金属元素〔除锗外〕，都使合金硬度增加，并按硅、碳和硼的次序，显示出硬度增加的幅度愈来愈大；当金属原子的平均外层电子〔s或d〕的浓度增加时，铁基非晶合金的硬度明显降低，可以说，在非晶态合金中，过渡族元素外层电子的主要作用，不是像在晶体固体中那样，增加固体的结合能，而是削弱与类金属原子有关的键强度因此，可以通过调整合金成分来改善大块非晶合金的力学性能，获得超高强度的大块非晶合金 2.2 磁学性能非晶合金的原子排列虽然是长程无序的，但是近邻原子的短程有序排列，即有近邻原子的自旋间交换作用造成了原子磁矩的长程有序排列，使合金可以具有铁磁性 Fe基大块非晶合金具有优良的软磁性能如Fe-(Al-Ga)-(P,C,B,Si)体系非晶饱和磁化强度可达1.1T，矫顽力在2～6A/m之间，在1kHz下有效磁导率为7000；而Fe-(Co-Ni)-(Zr,Nb)-B块体合金虽然饱和磁化强度较小,但其在1kHz下有效磁导率高达19000～25000。

表2中列出了典型的磁性Fe基大块非晶合金【5】，软磁性大块非晶合金中，Ⅱ类Fe基BMG的最大直径可达5～6mm，Ⅰ类的达2～3mm，其它合金最大直径都〈2mm；硬磁性Ln-Al-Fe系BMG的最大直径达15mmFe基非晶态合金在室温下具有较高的电阻率和初始磁导率，矫顽力较低和更好的高频磁导率，但是其饱和磁感应强度比拟低，带材较薄，热处理后材质发脆 2.3 耐蚀性能由于非晶合金是单向无定形结构，不存在晶界、位错和层错等结构缺陷另外，制备非晶态合金的从熔融状态快淬可以防止在淬火过程中的固态扩散，于是也没有成分偏析和第二相析出等缺陷，所以非晶合金在结构和成分上都比晶态合金更均匀同时，非晶态结构合金自身的活性很高，能够在外表上迅速形成均匀的钝化膜，因此非晶合金具有良好的抗腐蚀性[32]在现在的非晶合金系中Fe基大块非晶合金在Hcl环境中有好的抗腐蚀性例如Fe43Cr16Mo16C10B5P10金属玻璃在298K，6mol/L的Hcl的极端恶劣环境中，其腐蚀量仅为304不锈钢的10-5块状Fe60Co8Zr10Mo5W2B15非晶合金在3.5%Nacl溶液中先溶解后随电位的升高出现了钝化现象，可能是非晶在电流的作用下发生溶解形成Fe2+和钼〔钨〕酸根离子〔MoO42-或WO42-〕，进而发生反响形成了对外表有保护作用的化合物FeMoO4或FeWO4。

在研究钝化膜快速生长方面的实验中发现，在无膜状态下的Fe基大块非晶合金的外表化学活性比拟大，所以一旦Fe基大块非晶合金的钝化膜遭到破坏，没有钝化膜的大块非晶合金外表能够迅速生成厚的钝化膜，增进大块非晶合金的耐蚀性 3.结语 近年来对铁基大块非晶合金进行了广泛的研究，并且取得了很大的进展，但它仍是处于研究阶段的新型材料，在理论和实际应用中还有许多问题有待解决一方面要加强制备方法的进一步研究,开发出一些能满足大规模生产的工艺设备；另一方面要加强相关机理的研究,如非晶的晶化行为研究,非晶形成动力学机理以及产生独特性能的原因研究铁基大块非晶合金所固有的诸多优异性能使之在很多领域具有广泛的应用潜力，但是由于其制备工艺获得突破不过10年，至今应用不多，因此对大块非晶合金应用研究力度还需加大新的铁基大块非晶合金系将不断被开发出来，工艺也会不断改良通过晶化的方法，可使铁基大块非晶合金转变成大块纳米晶材料，从而提高其力学性能、软磁性所有这些都给我们提出新的课题，带来了新的希望，展示出了铁基非晶合金的广阔前景 参考文献 【1】陈非非,周少雄.Fe74Al4Sn2〔PSiBC〕20块体非晶合金的制备与晶化研究[J] 【2】孙建春,曹鹏军.大块非晶合金的研究现状[J] 【3】陶平均,杨元政.大块非晶材料的性能及其应用[J] 【4】李宏祥,YISeonghoon,张新房,王小东,Fe-C-Si-B-P-Cr-Mo-Al块体非晶合金的制备与压缩性能[J] 【5】武晓峰,张海峰,邱克强,杨洪才,胡壮麟.含钴锆基块状非晶合金的制备与力学性能[J] 。