材料制备技术 7.3非晶态材料的制备

《材料制备技术 7.3非晶态材料的制备》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、非晶态材料的制备10/7/20211晶体和非晶体都是真实的固体，基本的区别在于它们微观的原子尺度结构上的不同。在晶体中原子的排列具有长程有序。相反在非晶态固体中没有长程序，原子的排列极其无序非晶的结构10/7/20212非晶态材料的特性1.高强度、高韧性高强度、高韧性是金属玻璃的宝贵性质。对于金属材料，通常是高强度、高硬度，但是韧性较差。非晶态金属（金属玻璃）不仅强度高、硬度大，而且韧性也较好。铁基和钴基非晶态合金的维氏硬度可达9800N/mm2，抗拉强度大4000N/mm2，比目前强度最高的钢高出许多。其耐磨性也明显

2、地高于钢铁材料10/7/20213非晶态材料的特性应用：利用非晶态合金的高强度、高韧性，已经开发用于轮胎、传送带水泥制品及高压管道的增强纤维。此外，还可开发用于制备特殊切削刀具。非晶态金属将重振金属王国雄风10/7/20214非晶态材料的特性2.优异的耐蚀性，优于典型的不锈钢因为其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶粒、晶界和缺陷和不易产生引起电化学腐蚀的阴、阳两极。10/7/20215非晶态材料的特性应用：制造耐腐蚀管道、电池电极、海底电缆屏蔽、化学工业的催化剂，目前都已达到实用阶段

3、。PG-NC非晶态钢领10/7/20216非晶态材料的特性3.非晶态金属优良的磁学性能；低损耗、高磁导，成为引人注目的新型材料。目前使用的软磁材料主要有硅钢、铁-镍坡莫合金及铁氧体，这些都是结晶材料，具有磁晶各向异性而互相干扰，结果使磁导率下降。而非晶态合金中没有晶粒，不存在磁晶各向异性，损耗低。非晶态的铁芯和硅钢芯的空载损耗可降低60-80％，被誉为节能的“绿色材料”。10/7/20217非晶态材料的特性4.超导电性由于超导合金较脆，不易加工成磁体和传输导线。1975年Duwez首先发现La-Au非晶态合金具有超导性

4、，后来又发现了许多其他非晶态超导合金。10/7/20218非晶态材料的特性5.非晶半导体的光学性质非晶态半导体可分为离子型和共价型两大类。一类包括卤化物玻璃、氧化物玻璃，特别是过渡金属氧化物玻璃。另一类是元素半导体。如非晶态Si、Ge等。这些非晶态半导体呈现出特殊的光性质。（1）光吸收非晶态半导体的本征吸收变的位置有些移动。10/7/20219非晶态材料的特性（2）光电导所谓的光电导是指在光照射下产生了非平衡的载流子，从而引起材料的电导率发生变化的一种光学现象。由于非晶态半导体是高阻材料，而且存在着大量的缺陷定域态，在

5、光照产生非平衡载流子的同时，缺陷态上的电子浓度也要发生变化。而缺陷态可能带正电、中性和负电，导致不同的载流子俘获能力，从而影响到光电导的大小。10/7/202110非晶态材料的特性（3）光致发光性质6.其他性质非晶态材料具有室温电阻率高和负的电阻温度系数。例如，大多数的非晶态合金的电阻率比晶态合金高出2-3倍，但其电阻率随着温度的升高而降低。10/7/202111非晶材料的制备原理和方法气体液体非晶体晶体10/7/202112非晶材料的制备原理和方法非晶态材料的制备原理要获得非晶态，最根本的条件就是要有足够快的冷却速率

6、，并冷到材料的再结晶温度以下。非晶态固体的一个基本特征是：构成非晶体的原子或分子在很大程度上排列混乱，体系的自由能比相应的晶态更高，因而在热力学上是亚稳态。10/7/202113非晶材料的制备原理和方法制备非晶态材料的技术关键是：（1）必须形成原子或分子混乱排列的状态；（2）将这种热力学亚稳态在一定温度范围内保存下来，并使之不向晶态发生转变。10/7/202114非晶材料的制备原理和方法非晶态材料的制备方法：1.粉末冶金制备非晶态材料的早期方法。首先用急冷法获得非晶粉末，然后用粉末冶金方法将粉末压制或粘结成型。粉末冶金

7、技术中的许多问题限制了该法的应用。10/7/202115非晶材料的制备原理和方法2.气体直接凝聚法采取的措施有：真空蒸发、溅射、化学气相沉积等。（1）溅射与通常制备晶态材料的溅射方法相同，但对底板冷却要求更高。先将样品制成多晶，压制成型，预烧，作为溅射用靶，抽真空后在氩气气氛进行溅射10/7/202116非晶材料的制备原理和方法（2）真空蒸发沉积这种方法是用液氨或液氦冷底板加工制备非晶材料。为了减少杂质的掺入，常在超真空系统进行操作。（3）电解和化学沉积法该法工艺简单、成本低廉，适合制备大面积非晶态薄层。10/7/20

8、2117非晶材料的制备原理和方法（4）辉光放电分解法该法是目前用于制备非晶半导体锗和硅的最常见的技术。其原理是：将锗烷和硅烷放进真空室内，用直流或交流电场加以分解。分解出的锗或硅原子沉积在热的衬底上，快速冷凝而形成非晶态膜。除上述四种方法外，近年来激光加热法和离子注入法也用以在材料表面形成非晶态物质。10/7/202118非晶材料