第六講 非晶合金01

1、1第六講第六講 非晶合金非晶合金Amorphous Alloy 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 非晶態(tài)合金的發(fā)展非晶態(tài)合金的發(fā)展 非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 非晶態(tài)合金的性能非晶態(tài)合金的性能 非晶態(tài)合金的制備非晶態(tài)合金的制備 非晶態(tài)合金的應(yīng)用非晶態(tài)合金的應(yīng)用2 自然界中各種物質(zhì)按不同物理狀態(tài)可分為有序結(jié)構(gòu)和無(wú)序結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。晶體為典型有序結(jié)構(gòu)，氣體、液體以及非晶態(tài)固體都屬于無(wú)序結(jié)構(gòu)。 人們最先認(rèn)識(shí)的非晶固體是玻璃等非金屬物質(zhì)，所以玻璃在一定程度上成為非晶材料的代名詞。3石英石英玻璃玻璃 1970年，杜韋茲創(chuàng)立快速凝固技術(shù)，從Au-Si合金熔體中制備了非晶合金，非晶概念才開(kāi)始與固態(tài)金屬與合金聯(lián)系在一起，常

2、用金屬玻璃(metallic glass)來(lái)表示非晶合金。 隨著更多非晶合金的發(fā)現(xiàn)以及它們所具有的各種獨(dú)特性能的揭示，非晶已不僅作為合金在快速凝固中出現(xiàn)的一種亞穩(wěn)相，還成為一類(lèi)重要的功能材料。4非晶合金帶材非晶合金帶材非晶態(tài)合金的發(fā)展非晶態(tài)合金的發(fā)展5 1845年，沃茨將鎳的磷化物溶液分解在鐵基體上獲得鎳的沉積物，這種沉積物很可能就是人類(lèi)第一次獲得的非晶態(tài)金屬，但當(dāng)時(shí)由于還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)X射線衍射技術(shù)，因此未能得到證實(shí)。 歷史上有關(guān)非晶合金的第一次報(bào)導(dǎo)是克拉模在1934年用蒸發(fā)沉積制得的。 1947年，布倫列等人用電解和化學(xué)沉積獲得Ni-P和Co-P的非晶薄膜，發(fā)現(xiàn)其有高硬度、耐腐蝕特性，可用作金屬

3、表面的防護(hù)涂層，這是非晶材料最早的工業(yè)應(yīng)用，但并末引起廣泛注意。6 1958年，安德森提出：當(dāng)晶格無(wú)序度超過(guò)一定臨界標(biāo)準(zhǔn)后，固體中的電子長(zhǎng)程擴(kuò)散將會(huì)消失。 同年，在美國(guó)阿爾弗雷德召開(kāi)了第一次非晶態(tài)固體國(guó)際會(huì)議。從此，非晶物理與材料的研究成為材料科學(xué)的一個(gè)重要分支。 1960年，古貝蒙維從理論上預(yù)示非晶固體具有鐵磁性：晶態(tài)固體的電子能帶過(guò)渡到液態(tài)時(shí)不會(huì)有任何基本形式的改變，這意味著能帶結(jié)構(gòu)更依賴(lài)于短程序，而不是長(zhǎng)程序，電子之間的交換作用與短程序相關(guān)，與晶格結(jié)構(gòu)并無(wú)必然的聯(lián)系。因此，短程序的非晶固體應(yīng)具有鐵磁性。 7 1965年，馬德和諾維克在真空沉積的Co-Au合金薄膜中發(fā)現(xiàn)了非晶的鐵磁性。 1

4、970年，杜韋茲等用噴槍法將70%Au-30%Si液態(tài)金屬高速急冷制成非晶合金，這種方法使工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)非晶合金成為可能。 1973年，美國(guó)生產(chǎn)出具有很好導(dǎo)磁和耐蝕性能的非晶鐵基合金薄帶，非晶合金的研究和應(yīng)用受到世界各國(guó)廣泛的重視。8非晶非晶Fe基帶材基帶材 我國(guó)非晶合金的研究開(kāi)始于七十年代中期。 1982年，我國(guó)建立非晶合金牌號(hào)，批量(50kg/次)生產(chǎn)寬度為50-100mm的薄帶并制成大功率變壓器、開(kāi)關(guān)變壓器等鐵芯。 用非晶材料制成磁頭可用于錄音、錄像；用于各種傳感器的非晶圈絲、薄帶及薄膜也研制成功；非晶薄膜用于磁記錄技術(shù)方面也取得重大成果。9非晶磁頭非晶磁頭非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)特征非晶態(tài)合

5、金的結(jié)構(gòu)特征 10非晶體與晶體都是由氣態(tài)、液態(tài)凝固而成，由于冷卻速率不同，形成的結(jié)構(gòu)也迥然不同。 晶體是典型的有序結(jié)構(gòu)，原子有規(guī)則地排列在晶體點(diǎn)陣上形成對(duì)稱(chēng)性； 非晶態(tài)與氣態(tài)、液態(tài)在結(jié)構(gòu)上同屬無(wú)序結(jié)構(gòu)，它是通過(guò)足夠快的冷卻發(fā)生液體的連續(xù)轉(zhuǎn)變，形成非晶態(tài)固體。11晶體晶體非晶體非晶體氣體氣體晶體、非晶體、氣體原子排列示意圖晶體、非晶體、氣體原子排列示意圖 非晶原子的排列狀態(tài)類(lèi)似液體原子，但它與液體又有不同之處：液體分子很易滑動(dòng)，粘滯系數(shù)很小；非晶固體分子是不能滑動(dòng)的，粘滯系數(shù)約為液體的1014倍，具有很大的剛性與固定形狀；液體原子隨機(jī)排列，除局部結(jié)構(gòu)起伏外，幾乎是完全無(wú)序混亂的；非晶排列無(wú)序并不

6、是完全混亂，而是破壞了長(zhǎng)程有序的周期性和平移對(duì)稱(chēng)性，形成一種有缺陷的、不完整的有序，即最近鄰或局域短程有序（在小于幾個(gè)原子間距的區(qū)間內(nèi)保持著位形和組分的某些有序特征）。12 非晶材料在微觀結(jié)構(gòu)上具有以下基本特征： 存在小區(qū)間的短程有序，在近鄰或次近鄰原子鍵合具有一定規(guī)律性，但沒(méi)有任何長(zhǎng)程有序。 溫度升高，非晶材料會(huì)發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，是一類(lèi)亞穩(wěn)態(tài)材料。亞穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變到自由能最低的穩(wěn)定態(tài)需克服一定的能量勢(shì)壘，因此亞穩(wěn)態(tài)在一定溫度范圍內(nèi)可長(zhǎng)期穩(wěn)定存在；當(dāng)溫度超過(guò)一定值Tc(晶化溫度)后，發(fā)生穩(wěn)定化轉(zhuǎn)變，形成晶態(tài)合金。13 非晶結(jié)構(gòu)的亞穩(wěn)性不僅包括溫度達(dá)到Tc以上發(fā)生的晶化，還包括低溫加熱時(shí)發(fā)生的結(jié)構(gòu)弛

7、豫。在低于晶化溫度Tc退火時(shí)，非晶合金內(nèi)原子相對(duì)位置會(huì)發(fā)生較小變化，非晶合金的結(jié)構(gòu)逐步接近有序度較高的理想結(jié)構(gòu)，使其總能量降低，同時(shí)引起非晶合金密度、比熱、電阻、彈性模量等物理性能產(chǎn)生相應(yīng)變化，這種結(jié)構(gòu)變化稱(chēng)為結(jié)構(gòu)弛豫；在高于晶化溫度Tc退火時(shí)，由于熱激活能增大，非晶合金克服穩(wěn)定化轉(zhuǎn)變勢(shì)壘，形成自由能更低的晶態(tài)，晶化轉(zhuǎn)變涉及原子長(zhǎng)程擴(kuò)散，所需激活能比結(jié)構(gòu)弛豫高，非晶合金的許多物理性能也產(chǎn)生較大變化。14 非晶晶化結(jié)晶與合金熔液凝固結(jié)晶類(lèi)似，也是一個(gè)形核和長(zhǎng)大的過(guò)程。晶化是固態(tài)反應(yīng)，受原子在固相中的擴(kuò)散支配，晶化速度沒(méi)有凝固結(jié)晶快；非晶比熔體在結(jié)構(gòu)上更接近晶態(tài)，晶化形核時(shí)主要阻力項(xiàng)(固固界面能)

8、比凝固時(shí)(固液界面能)小；實(shí)際凝固中，非晶形成的同時(shí)也可能形成一些細(xì)小晶粒，它們?cè)诰Щ瘯r(shí)可作為非均勻形核媒質(zhì)，非晶中的夾雜物、自由表面等都可使晶化以非均勻形核方式進(jìn)行。非晶晶化時(shí)形核率很高，晶化后晶粒十分細(xì)小；15非晶合金的結(jié)構(gòu)弛豫和晶化都是亞穩(wěn)非晶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)發(fā)生的相應(yīng)變化。非晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要取決以下因素：合金組元的種類(lèi)和含量：組元種類(lèi)和含量的變化會(huì)改變?cè)渔I合強(qiáng)度和短程有序程度。凝固冷速：冷速越高，金屬玻璃的自由能越高，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越低，越易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)弛豫和晶化，選擇適當(dāng)?shù)哪汤渌賹?duì)保證非晶穩(wěn)定性十分重要。組態(tài)熵較大的合金晶化激活能越大，發(fā)生結(jié)構(gòu)弛豫或晶化時(shí)所需的能量越高，非晶結(jié)

9、構(gòu)越穩(wěn)定。中子輻照可使極細(xì)的晶粒非晶化，消除晶化時(shí)非均勻形核媒質(zhì)，提高非晶合金的穩(wěn)定性。16非晶態(tài)合金的性能非晶態(tài)合金的性能17 非晶中原子有較強(qiáng)的鍵合，特別是金屬-類(lèi)金屬非晶中原子鍵合比一般晶態(tài)合金強(qiáng)得多； 非晶合金中原子排列長(zhǎng)程無(wú)序，缺乏周期性，合金受力時(shí)不會(huì)產(chǎn)生滑移； 非晶合金具有很高的強(qiáng)度、硬度和較高的剛度，是強(qiáng)度最高的實(shí)用材料之一。18強(qiáng)度、硬度和剛度強(qiáng)度、硬度和剛度高強(qiáng)度非晶材料高強(qiáng)度非晶材料金屬玻璃的強(qiáng)度、硬度和彈性模量金屬玻璃的強(qiáng)度、硬度和彈性模量19合金屈服強(qiáng)度/GPa斷裂強(qiáng)度/GPa硬度/GPa彈性模量/GPaNi36Fe32Cr14P12B62.73/8.63141Ni4

10、0Fe20P14B4Si22.352.387.77129Fe80P16C1B12.44/8.19135Fe80Si10B102.91/8.13158Fe80P13C72.303.047.45122Fe80B203.63/10.79166Co77.5Si12.5B103.58/11.2190Ni60Nb401.93/8.82125Cu50Zr501.80/5.6883.5 一些非晶合金的強(qiáng)度甚至超過(guò)了高強(qiáng)度馬氏體時(shí)效鋼(s約2GPa)，強(qiáng)度最高的Fe80B20的屈服強(qiáng)度與經(jīng)過(guò)冷拉的鋼絲差不多。 金屬玻璃具有很好的室溫強(qiáng)度和硬度的同時(shí)，也具有很好的耐磨性能，在相同的試驗(yàn)條件下磨損速度與WCrCo耐

11、磨合金差不多。20韌性和延性韌性和延性 非晶合金不僅具有很高的強(qiáng)度和硬度，與脆性的無(wú)機(jī)玻璃截然不同，還具有很好的韌性，并且在一定的受力條件下還具有較好的延性。 Fe80B20非晶合金的斷裂韌性可達(dá)12MPa.m-1/2，這比強(qiáng)度相近的其它材料的韌性高得多，比石英玻璃的斷裂韌性約高二個(gè)數(shù)量級(jí)。21柔韌的非晶柔韌的非晶 金屬玻璃的塑性與外力方向有關(guān). 處于壓縮、剪切、彎曲狀態(tài)時(shí)，非晶合金具有很好的延性，壓縮延伸率可達(dá)40，軋制時(shí)壓下率為50以上也不會(huì)產(chǎn)生斷裂，薄帶對(duì)彎至180度一般也不會(huì)斷裂。 非晶合金在拉伸應(yīng)力條件下的延伸率很低，一般只有約0.1%。 非晶合金在外力作用下應(yīng)變不均勻，受疲勞應(yīng)力作

12、用時(shí)疲勞裂紋容易形核，疲勞壽命較低。22密度密度 非晶是一種短程有序密排結(jié)構(gòu)，與長(zhǎng)程有序的晶態(tài)密排結(jié)構(gòu)相比，非晶合金的密度一般比成分相近的晶態(tài)合金低1-2。Fe88B12合金在晶態(tài)時(shí)密度為7.52g/cm3，在非晶態(tài)時(shí)密度為7.45g/cm3。 非晶合金具有很高強(qiáng)度、硬度、耐磨性能和韌性，在彎曲、壓縮狀態(tài)時(shí)有很好的延性，但拉伸延性、疲勞強(qiáng)度很低，所以一般不能單獨(dú)用作結(jié)構(gòu)材料。許多成分的金屬玻璃經(jīng)適當(dāng)晶化處理后，綜合力學(xué)性能會(huì)有很大提高。23熱學(xué)性能熱學(xué)性能 非晶態(tài)合金處于亞穩(wěn)態(tài)，是溫度敏感材料。 如果材料的晶化溫度較低，非晶態(tài)合金更不穩(wěn)定，有些甚至在室溫時(shí)就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。24非晶的熱處理非晶的熱

13、處理 金屬玻璃在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)，都顯示出很低的熱膨脹系數(shù)，并且經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚?，還可進(jìn)一步降低非晶合金在室溫下的熱膨脹系數(shù)。25非晶合金-195-100-100-00-5050-100100-200200-300Fe72Co18Zr10(300慢冷)3.20.120.120.120.120.12Fe72Ni18Zr10(急冷狀態(tài))8.00.10-0.15-0.15-0.15-0.25Fe68Co17V5Zr10(急冷狀態(tài))4.80.11000-1.1幾種非晶合金的熱膨脹系數(shù)幾種非晶合金的熱膨脹系數(shù)(10-6/)電學(xué)性能電學(xué)性能 非晶具有長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)，在金屬-類(lèi)金屬非晶合金中含有較多的類(lèi)金屬

14、元素，對(duì)電子有較強(qiáng)的散射。 非晶合金一般具有較高的電阻率，是相同成分晶態(tài)合金電阻率的2-3倍，電阻溫度系數(shù)比晶態(tài)合金小。26合金電阻率(cm)電阻溫度系數(shù)(10-6/K)晶態(tài)Cu1.724330Cu55Ni4549.0Ni80Cr2010370非晶態(tài)Cu77Ag8P15136-120Ni68Si15B171520Cu0.6Zr0.4350-90某些晶態(tài)及非晶態(tài)合金的電阻率和電阻溫度系數(shù)某些晶態(tài)及非晶態(tài)合金的電阻率和電阻溫度系數(shù)磁學(xué)性能磁學(xué)性能 部分非晶合金具有良好的鐵磁性能。 非晶合金中沒(méi)有晶界，一般也沒(méi)有沉淀相粒子等障礙對(duì)磁疇壁釘扎，所以非晶合金很容易磁化，矯頑力極低。 非晶合金經(jīng)部分晶化后

15、產(chǎn)生的極細(xì)晶?？勺鳛榇女牨诜蔷鶆蛐魏嗣劫|(zhì)，細(xì)化磁疇，獲得比晶態(tài)軟磁合分更好的高頻(100kHz)軟磁性能。 某些鐵基非晶合金(例如Co-Fe-B-Si)在很大頻率范圍內(nèi)都具有很高的磁導(dǎo)率。27某些非晶態(tài)合金的軟磁特性某些非晶態(tài)合金的軟磁特性28合金處理?xiàng)l件矯頑力(A/m)最大磁導(dǎo)率剩磁(T)磁致伸縮系數(shù)Fe80B20磁場(chǎng)退火3.1832.01041.23Fe40Ni40P14B6去應(yīng)力退火0.6487.51040.70Fe80P13C7磁場(chǎng)退火1.4318.01041.3Fe4.7Co70.3Si15B10熔體急冷1.0418.11040.23-0.110-6Co75Si15B10熔體急冷2.

16、393.01040.2-310-6 一些非晶永磁合金經(jīng)晶化處理后，永磁性能會(huì)產(chǎn)生很大改善。 許多鐵基稀土非晶合金晶化后，矯頑力可增加2-3個(gè)數(shù)量級(jí)以上，具有很好的永磁性能。 NdFeB非晶合金經(jīng)過(guò)晶化熱處理并控制形變織構(gòu)方向后，最大磁能積達(dá)到55MGOe，是目前永磁合金磁能積的最高水平之一。29化學(xué)性能化學(xué)性能 非晶中沒(méi)有晶界、沉淀相相界、位錯(cuò)等容易引起局部腐蝕的部位，也不存在晶態(tài)合金容易出現(xiàn)的成分偏析，所以非晶合金在結(jié)構(gòu)和成分上都比晶態(tài)合金更均勻，具有更高的抗腐蝕性能。 含Cr的Fe基、Co基和Ni基非晶合金，特別是含P等類(lèi)金屬元素的非晶合金，具有突出的抗腐蝕能力。Cr可形成防腐蝕保護(hù)膜，P

17、可促進(jìn)防腐蝕保護(hù)膜的形成30非晶態(tài)合金和晶態(tài)不銹鋼非晶態(tài)合金和晶態(tài)不銹鋼在在10%FeCl2-10H2O溶液中的腐蝕速率溶液中的腐蝕速率31試樣 腐蝕速率(mm/年) 4060晶態(tài)不銹鋼18Cr-40Ni17.75120.0晶態(tài)不銹鋼17Cr-14Ni-2.5Mo29.24非晶態(tài)合金Fe70Cr10P13C70.000.00非晶態(tài)合金Fe65Cr10Ni5P13C70.000.00非晶合金的制備方法非晶合金的制備方法 32非晶合金薄片非晶合金薄片 杜韋茲最早用噴槍法制備非晶薄片。 將少量合金裝入底部有小孔的石墨坩堝中，由感應(yīng)加熱或電阻加熱，在惰性氣體中使之熔化。合金熔體的表面張力高，不致從小孔

18、漏出。隨后用沖擊波使熔體從小孔中快速?lài)姵?，在冷卻基板上形成薄膜。 噴槍法的冷卻速率很高，可達(dá)106-108K/s，可制成寬約10mm，長(zhǎng)為20-30mm，厚為20-50m的非晶薄片，33噴槍法制備非晶合金噴槍法制備非晶合金薄片示意圖薄片示意圖 活塞砧座法也可制備非晶薄片：讓合金液滴被快速移動(dòng)的活塞打在金屬砧座上，液滴被迅速壓平并沖擊成非晶薄片。 活塞法的冷卻速率可達(dá)到106-107K/s，樣品厚度可達(dá)30-80m，均勻性和光潔度比噴槍法好。34活塞法制備非晶合金活塞法制備非晶合金薄片示意圖薄片示意圖非晶合金粉的制備非晶合金粉的制備 將合金液吹成小滴霧化，如圖(a)所示，氣流本身還是淬火冷卻劑，

19、也可用液體(如水)代替氣體作淬火介質(zhì)，提高冷速，但得到的顆粒形狀不規(guī)則。 同時(shí)使用氣體和液體噴流，如圖(b)所示，氣體將小顆粒淬火，大顆粒由液體提供較高冷速，平均冷速達(dá)105-106K/s。35非晶合金粉末的制備非晶合金粉末的制備(a)氣流體霧化，氣流體霧化，(b)氣氣-流霧化流霧化a ab b非晶合金薄帶的制備非晶合金薄帶的制備 單輥急冷法和雙輥急冷軋制法可制備非晶帶材。 用惰性氣體將液態(tài)合金從直徑為0.2-0.5mm的石英噴嘴中噴出，連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)(2000-10000r/min)的金屬輥輪表面或一對(duì)軋輥之間，液態(tài)合金由于急冷形成非晶態(tài)。36制備非晶條帶的方法制備非晶條帶的方法(a)單

20、輥離心急冷單輥離心急冷(b)雙輥急冷軋制雙輥急冷軋制非晶合金的應(yīng)用非晶合金的應(yīng)用37非晶軟磁元件非晶軟磁元件 變壓器變壓器 大功率變壓器總希望使用磁感應(yīng)強(qiáng)度高、矯頑力低，損耗小的材料。 變壓器用量特別大，還必須要求原材料成本低。 此外，還要求使用的材料延展性好，加工容易、尺寸精度高、層間絕緣性好、耐腐蝕性強(qiáng)。38大功率變壓器大功率變壓器 非晶合金的矯頑力很低，外場(chǎng)作用下十分容易磁化；同時(shí)非晶合金具有很高的電阻，可以明顯降低渦流損失。 金屬玻璃用作低頻(50-60Hz)磁芯時(shí)的磁芯損耗根低，其中Fe81B13.5Si8.5C2、Fe82B10Si8等鐵基非晶合金的磁芯損耗只有常用硅鋼片的1/3-

21、l/5，而飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度等磁學(xué)性能與硅鋼片相近， 非晶軟磁合金的主要用途是取代晶態(tài)硅鋼制作各種類(lèi)型的變壓器。39 非晶磁性合金的應(yīng)用不僅可減少能量損失，還可以在額定功率一定時(shí)，減輕變壓器的重量，減小變壓器的尺寸。40變壓器用非晶鐵芯變壓器用非晶鐵芯非晶變壓器非晶變壓器 Fe基非晶合金與坡莫合金制成的開(kāi)關(guān)變壓器的性能比較，非晶變壓器的體積、重量明顯下降，溫升降低，成本減少50以上。41鐵芯材料輸出功率/W鐵芯規(guī)格/mm鐵芯重量/g變壓器重量/g變壓器體積/cm3鐵芯溫升/ 變壓器溫升/ 坡莫合5273.5146.557.542.5Fe基非晶150254012.549.5

22、167.576.342.533.5Fe基非晶合金與坡莫合金制作的開(kāi)關(guān)變壓器的性能基非晶合金與坡莫合金制作的開(kāi)關(guān)變壓器的性能磁磁 頭頭 材料飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大； 在工作頻率范圍內(nèi)磁導(dǎo)率高； 具有較低矯頑力和較高電阻率； 耐磨性和抗蝕能力強(qiáng)； 磁性能對(duì)加工應(yīng)力不敏感； 熱穩(wěn)定性好等。42硬盤(pán)讀寫(xiě)磁頭硬盤(pán)讀寫(xiě)磁頭 用非晶合金作磁頭具有下列優(yōu)點(diǎn)：無(wú)磁晶各向異性：晶態(tài)材料的磁晶各向異性使磁導(dǎo)率下降，矯頑力增大，磁滯損耗增加，噪聲增大。電阻率高：這對(duì)降低渦流損耗有利。硬度大，耐磨性好。耐腐蝕性高：晶態(tài)材料的磁性與耐蝕性難以兼得。容易獲得薄帶：高頻工作時(shí)，為減小渦流損耗，希望材料減薄，要求用數(shù)微米至數(shù)十微米的

23、薄片；對(duì)于晶態(tài)材料，加工有一定困難，非晶帶的厚度一般為20-40m，很適于錄相磁頭的工作頻帶。43傳感器傳感器 非晶合金薄帶與絲材具有許多優(yōu)點(diǎn)，適合各種類(lèi)型傳感器的不同需求：具有高強(qiáng)度和高彈性極限，用非晶絲材可直接做成彈性環(huán)和彈簧，不需要輔助彈性材料和保護(hù)材料，制成的器件可承受很大的拉力，且具有耐磨、耐沖擊和耐腐蝕性。Co基非晶合金的最大磁導(dǎo)率可達(dá)106級(jí)，是高靈敏度磁性傳感器的理想材料。44 用非晶帶繞成環(huán)形磁芯，在直徑方向施加很小外力就會(huì)使磁芯的磁特性發(fā)生顯著變化。 用這個(gè)磁芯構(gòu)成單磁芯橋式多諧振蕩器，可將由應(yīng)力產(chǎn)生的磁性能變化轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷狠敵?，制成高精度?yīng)力傳感器。45應(yīng)力傳感器應(yīng)力傳

24、感器 非晶Fe82Si6B12條帶制成的電磁傳感器已用于交通信號(hào)自動(dòng)控制裝置中的探頭，性能明顯優(yōu)于坡莫合金：電路電壓降低一半，激磁電壓降低2/3，輸出信號(hào)增加2倍，作用距離提高1倍。46交通信號(hào)控制器交通信號(hào)控制器交通電子眼交通電子眼 用彈性好且耐蝕的FeNi非晶合金制成微型壓力傳感器，可測(cè)微小壓強(qiáng)，用作人體肛腸壓力測(cè)定裝置。臨床證明具有靈敏度高、體積小、重復(fù)性好、耐腐蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)。47微型壓力傳感器微型壓力傳感器磁場(chǎng)傳感器磁場(chǎng)傳感器場(chǎng)發(fā)射電極場(chǎng)發(fā)射電極 科學(xué)家們主要通過(guò)將碳納米管和其他納米材料內(nèi)嵌于塑料中來(lái)制造場(chǎng)發(fā)射電極，瑕疵很多：塑料的導(dǎo)電能力太弱；塑料熱穩(wěn)定性低，無(wú)法對(duì)抗長(zhǎng)時(shí)間操作產(chǎn)

25、生的大量熱量。48場(chǎng)發(fā)射透射電鏡場(chǎng)發(fā)射透射電鏡場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡2011年，澳大利亞莫納什大學(xué)用大塊非晶代替塑料制造場(chǎng)發(fā)射電極。這種大塊非晶合金由鎂、銅和稀土族元素軋制而成，擁有很多塑料特有的特性； 可方便制成很多形狀、大批量地制造并能作為碳納米管的有效基體； 具有優(yōu)良的導(dǎo)電性； 擁有非常高的熱穩(wěn)定性，即使經(jīng)受高溫，它也能保持其形狀和耐用性；以上諸多優(yōu)勢(shì)和其卓越的電子發(fā)射屬性，使得這種大塊非晶成為制造電子發(fā)射設(shè)備的最好材料之一。49Pejman Hojati-Talemi, High performance bulk metallic glass/carbon nanotube co

26、mposite cathodes for electron field emission, Applied Physics Letters, 99, 194104 (2011); 磁分離裝置磁分離裝置 磁分離是指在磁場(chǎng)作用下將磁性微粒與非磁性微粒加以分離的技術(shù)。 磁分離裝置大都是在腐蝕性介質(zhì)中使用，所用材料須具有良好的鐵磁性、耐蝕性以及高的強(qiáng)度，還要考慮過(guò)濾效率要高，不易堵塞等問(wèn)題。50磁分離裝置磁分離裝置 用含Cr的Fe基非晶條帶制成的過(guò)濾器非常適合這種要求。這種軟磁性和耐腐蝕性?xún)?yōu)良的條帶作聚磁材料，可獲得很高的磁場(chǎng)梯度，形成很強(qiáng)的磁力捕獲區(qū)，達(dá)到很高的分離效率。這種非晶磁分離裝置，用于凈化

27、軋鋼廢水處理，凈化效率可達(dá)97以上；用于超高壓變壓器絕緣油的凈化處理，可使變壓據(jù)的介質(zhì)損耗降低一半，大大延長(zhǎng)安全運(yùn)行周期。51非晶永磁合金非晶永磁合金 非晶永磁合金晶化后可得到納米級(jí)的晶粒，獲得納米晶永磁材料。 雙相納米晶永磁成本相對(duì)低廉，耐蝕性較高，磁體可采用模壓、注射、壓延、熱壓等多種方法進(jìn)行成型，效率高，磁學(xué)和力學(xué)性能都很好。 美國(guó)代頓大學(xué)用這種方法制備的納米晶NdFeB永磁體的永磁性能已接近目前傳統(tǒng)燒結(jié)NdFeB磁體研究的最高水平，并且還有相當(dāng)大的發(fā)展空間，逐漸成為新型永磁材料的發(fā)展方向。52 納米晶永磁應(yīng)用廣泛，可用于電子、通信、汽車(chē)、機(jī)械、能源、醫(yī)療、國(guó)防等多個(gè)領(lǐng)域，包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、汽車(chē)起動(dòng)電