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奇妙的非晶态金属

奇妙的非晶态金属

    在日常生活中，人们所接触的材料不外乎两类，即晶态材料和非晶态材料。形象地说，如果材料中的原子排列像被检阅的士兵方阵那样有序，该材料就是晶态材料；如果原子排列像集市的人群那样杂乱无章，那么这种材料就是非晶态材料。在我们接触的物质中，食盐、钻石等都属于晶态材料，而木材、纺织品和玻璃都属于非晶态材料，以往我们认识的所有金属，几乎无一例外地属于晶态材料。
    金属能不能产生非晶态呢？这一直是近代材料科学着重要破解的一道难题。世界上有关非晶态合金研究的*早报道，是1934年德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶态合金。1969年，美国人庞德和马丁关于制备一定连续长度条带的技术，为规模生产非晶态合金奠定了技术基础；1976年，美国联信公司生产出10毫米宽的非晶态合金带材，到1994年已经达到年产4万吨的能力。
    制备非晶态合金带材采用的是一种快速凝固工艺，它将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上，在这里，钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，以致金属中的原子来不及重新排列而形成了杂乱无章的组合，这样就产生了非晶态合金。
    与晶态合金相比，非晶态合金在物理性能、化学性能和机械性能几方面都发生了显著的变化。研究表明，非晶态合金的强度、韧性和耐磨性明显高于普通钢铁材料。时至90年代，我们在日常生活中接触的非晶态材料已经很多，如采用非晶态合金制备的高耐磨音频视频磁头在**录音、录像机中广泛应用；而采用非晶丝复合强化的高尔夫球杆、钓鱼杆也已经面世。
    同时，一种体积小，重量轻的非晶态软磁材料也以它低损耗、高导磁的优异特性，成为目前研究*深入、应用领域*多、*引人注目的新型功能材料。常常有人对图书馆或超市中书或物品中所暗藏的报警设施感到惊讶，其实，这不过是非晶态软磁材料在其中发挥着作用。
    研究表明，非晶态合金对某些化学反应具有明显的催化作用，可以用作化学催化剂；某些非晶态合金通过化学反应可以吸收和释放出氢，可以用作储氢材料。由于没有晶粒，也就没有晶界，非晶态合金比晶态合金更加耐腐蚀，因此，它可以成为化工、海洋等一些易腐蚀的环境中所用设备的优选材料。
    非晶态合金铁心还广泛地应用在各种高频功率器件和传感器件上。用非晶态合金铁心变压器制造的高频逆变焊机，大大提高了电源工作频率和效率，焊机的体积成倍缩小。采用微晶材料制造的高压互感铁心则可将测量精度由0．5级提高到0．2级。
    我国从1976年开始非晶态合金的研究工作，非晶态合金材料走过了从实验室材料工艺研究到百吨级中间试验的艰辛阶段，初步形成了具有中国特色的非晶态合金科研开发和应用体系。如今，中国的非晶态合金的科研开发和应用能力已经达到国际先进水平，共取得100多项科研成果和20多项**。
    “九五”期间，随着“国家非晶微晶合金工程技术研究中心”的组建和“千吨级非晶带材生产线”的建立，非晶态合金的生产能力大大提高，产业化进程也大大加快，非晶态合金将为我国电力电子工业的发展作出更大的贡献。

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