材料制备技术课程设计--非晶合金的制备方法

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1、 材料制备新技术课程设计材料制备新技术课程设计 非晶合金的制备方法 院 、 部： 学生姓名： 指导教师： 职称 专 业： 金属材料工程 班 级： 完成时间： 摘摘 要要 本文主要介绍了国内外几种非晶合金制备技术，其中包括水淬法、射流 成型法、金属模铸造、复合爆炸焊接法及机械合金化法、粉末固结成形法等，并 对各种制备技术的进行了比较分析。综述了非晶合金尤其是大块非晶合金的性 能、制备方法及应用，介绍了目前国内外研究和应用各种用于制备非晶合金的方 法（包括快速凝固、铜模铸造法、熔体水淬法、抑制形核法、粉末冶金技术、自 蔓延反应合成法和定向凝固铸造法）和原理。 关键词：块体金属玻璃 块体金属玻璃的连

2、接 制备 Abstract In this paper, Several fabricating methods of bulk metallic glass matrix composites from both home and abroad were presented，such as water quenching method, jet molding, metal mold casting, composite explosive welding and mechanical alloying, powder consolidation and forming method ， t

3、han Analysis and comparing these preparation techniques bulk metallic glass. Key words: bulk metallic glass, joining of bulk metallic glass, preparation 目录 前言 4 1、非晶合金的制备技术和原理. 5 2、非晶合金的制备方法. 5 2.1 快速凝固 5 2.1.1 熔体急冷法 . 5 2.1.2 深过冷 . 6 2.2 铜模铸造法 6 2.3 熔体水淬法 6 2.4 抑制形核法. 6 2.5 粉末冶金技术. 7 2.6 自蔓延反应合成法 7

4、 2.7 定向凝固铸造法 7 2.7.1 单向熔化法. 7 2.7.2 大块非晶合金的连续铸轧. 7 3、大块非晶合金制备方法. 8 3.1 直接凝固法 8 3.2 粉末固结成形法. 8 3.4 水淬法. 9 3.5 射流成型法 10 3.6 铜模吸铸法 10 3.7 感应加热铜模浇铸法 10 3.8 压力模型铸造法 10 3.9 磁悬浮熔炼铜模冷却法 11 3.10 定向凝固铸造法. 11 4、各种制备方法的比较与分析 11 5、结束语： 12 6、参考文献： 12 前言前言 非晶态合金也称金属玻璃,与晶态合金相比，其三维空间的原子排列呈拓扑 无序状，结构上没有晶界与堆垛层错等缺陷存在，但原

5、子的排列也不像理想气体 那样的完全无序。非晶合金是以金属键作为其结构特征，虽然不存在长程有序， 但在几个晶格常数范围内保持短程有序1。 与非晶聚合物及无机非晶材料一样, 非晶合金在物理性能、化学性能及力学性能方面是各向同性的,并随着温度的变 化呈现连续性2。通常其具有以下四个基本特征： （1）结构上呈拓扑密堆长程 无序， 但在长程无序的三维空间又无序的分布着短程有序的 “晶态小集团” 或 “伪 晶核”，其大小不超过几个晶格的范围；（2）不存在晶界、位错、层错等晶体 缺陷；（3）具有非晶体的一般特性：物理、化学和机械性能各向同性；（4）热 力学上处于亚稳态，当处于晶化温度以上时将发生晶态结构相变

6、，但晶化温度以 下能长期稳定存在。 美国加州理工学院的Duwez教授是研究非晶合金最早的一个人，于1960年首 次采用快淬方法制得Au70Si30非晶合金薄带4。 几乎与此同时， David Turnbull 和M.H.Cohen在1961年1月也在化学物理学报上发表了一篇揭示了非晶合金和 陶瓷玻璃以及硅酸盐玻璃之间的结构相似性的文章5。1969年，Pond等6制备 出具有一定宽度的连续薄带状非晶合金，为大规模生产非晶合金提供了条件。至 此为止，非晶合金材料由于受到冷却速度的限制，为保证热量快速散出，制得的 非晶合金为薄带、薄片、细丝或粉末等。由于形状的限制，非晶合金材料的许多 优良特性无法在实际应用中得到发挥， 人们希望得到可与晶态合金相比拟的大尺 寸非晶合金，因此，随后很多人投入到开发新的制备非晶合金的方法中去，发明 了许多固相非晶化技术，如机械合金化、离子束注入、氢吸收等。1974年，贝尔 实验室的H. S. Chen7发表文章指出原子尺寸和