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非晶复合材料的半固态加工技术

2020-06-08刘军杨湘杰

精密成形工程 2020年3期
关键词:复合材料工艺

刘军,杨湘杰

(1.南昌大学 机电工程学院,南昌 330031;2.江西省高性能精确成形重点实验室,南昌 330031)

非晶合金是通过快速凝固、气相沉积、机械合金化或离子注入等方式,将金属及其合金在凝固过程中还处于长程无序排列状态的原子直接冻结,得到的内部原子排列混乱的合金[1]。1934 年,德国科学家Kramer[2]通过气相沉积法制备出了非晶合金薄膜,这是历史上首次发现的非晶合金。1950 年Brenner 的研究[3]开启了非晶合金的工业应用,他利用电沉积法获得了Ni-P 非晶合金,将其喷涂在金属表面用作涂层材料。1960 年,Duwez[4]教授利用快速凝固技术,制备出Au-Si 非晶合金,降低了非晶制备难度,是非晶研究领域的重大突破,使非晶合金的制备进入块体非晶合金时代。在此之后研究人员相继开发了以Pd,Zr,Al,Ti,Cu,Co 以及稀土为基本元素的块体非晶体系,因其尺寸逐渐达到毫米级别,且具有独特的化学物理以及力学性能,因而具有很大的应用价值。

非晶合金兼有金属、玻璃、固体、液体的特性,在力学、磁学和化学等方面都表现出优异的性能,因此非晶合金在生物领域、医疗领域、体育用品、电子器件以及航空航天特种金属等方面拥有巨大的应用前景。在力学性能方面,非晶合金具有高强度、高硬度以及高弹性模量等特性,目前发现具有最高强度的是Co 基非晶合金,压缩强度高达6000 MPa[5],弹性应变极限为2%,是晶态合金的3 倍多,因此在体育、航空、自行车等领域有诸多应用。在化学性能方面,非晶材料因为没有晶界,在……

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