非晶的制备
材料化学
非晶材料的制备方法
姓名：
学号：
2016.11
摘要：自从1960年美国加州理工学院杜威P．Duwez教授采用急冷方法制得非晶体至今，人们对非晶体的研究已经取得了巨大的成就，非晶硅以及其他非晶半导体、非晶的合金等一系列非晶产品已经得到了广泛的应用。例如，过渡金属－类金属型非金属合金已经开始用于各种变压器、传热器铁芯；非晶合金纤维已经被用来作为复合材料的强化纤维；非晶铁合金作为良好的电磁吸波剂，已用于隐身技术的研究领域；某些非晶合金具有良好的催化性能，已被开发用来制作工业催化剂。非晶硅和非晶半导体材料在太阳能电池和光电导器件方面的应用也已相当普遍。[1]非晶由于其优异的物理性能，尤其是力学性能，日益引起注意。本文就概述了一些常见的非晶的制备方法。
引言：对于自然界中各种形态的物质，按照原子的堆垛方式进行分类，可将这些物质分为两大类，一类称为有序结构组成的物质，另一类称为无序结构的物质。晶体的原子结构堆垛为典型的长程有序结构，而气体、液体和诸如非晶态固体的原子堆垛都属于长程无序、短程有序结构，气体相当于物质的稀释态，液体和非晶固体相当于凝聚态。非晶合金属于典型非晶态固体，相对于传统的晶体金属或合金来说，其具有长程无序、短程有序（或是中程有序）的结构特点。正是这种独特结构的寻在，才能使非晶体表现出更好得优异的物理和化学性能。而非晶合金的原子进行排列是因为存在脆性的类似于氧化玻璃的特点，因此又被称为金属玻璃。非晶合金机构内部因为没有晶界、层错等缺陷，因此具有惊人的抗腐蚀性能，不存在偏析及异相等结构。从热力学上讲，非晶合金是一种亚稳态结构，它的原子结构呈现出长程无序排列，有序性被严格限制在几个原子的尺寸范围内，非晶合金在一定的热力学条件下将转变为能量更低的晶态结构。非晶材料这些特殊性质决定了其性能与晶体金属有很大差异，具有高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等特有的优异性能。[2]
正文：一、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度，并冷却到材料
的再结晶的温度以下。为了达到一定的冷却速率，必须采用特定的方法与技术，而不同的技术方法，其非晶态的形成过程又有较大的区别。考虑到非晶固体的
一个基本特征是其构成的原子或分子在很大程度上的排列混乱，体系的自由能
比对应的晶态要高，因而使一种热力学意义上的亚稳态。基于这样的特点，无
论哪一类制备的方法都要解决如下两个技术关键：（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的温度范围内保存下来，并使之不向晶态发生转变。图1给出了制备非晶态材料的基本原理示意，
图1 非晶态材料制备原理示意
可以看出，一般的非晶态形成存在气态、液态和固态三者之间的互相转变。图中粗黑箭头表示物态之间的平衡转变。但考虑到非晶态本身是非平衡态，因
此非晶态的转变在图中用空心箭头表示，在箭头的旁边标出了实现该物态转变
所采取的技术。[1]
二、制备方法
制备非晶态材料的方法有很多，除传统的粉末冶金法和熔体冷却以外，还
有气相沉积法、液相沉积法、溶胶-凝胶法和利用结晶材料通过辐射、离子渗入、冲击波等方法。
1、粉末冶金法
粉末冶金法是一种制备非晶态材料的早期方法。首先用液相急冷法获得非
晶粉末或将用液相粉末法获得的非晶带破碎成粉末，然后利用粉末冶金方法将
粉末压制或粘结成型，如压制烧结、爆炸成型、热压挤、粉末轧制等。但是，
由于非晶合金硬度高，粉末压制的致密度受到限制。压制后的烧结温度又不能
超过其粉末的晶化温度（一般在
600℃以下），因而烧结后的非晶材料整体强度无法与非晶颗粒本身的强度相比。粘结成型时，由于粘结剂的加入使大块非晶材料的致密度下降，而且粘结后的
性能在很大程度上取决于粘结剂的性质。这些问题都是的粉末冶金大块非晶材
料的应用遇到很大困难。
例如Kim H J[3] 等先将高压气雾化制取的Cu54-Ni6Zr22Ti18球形非晶粉末
进行预压, 然后将预压块喂入轧机中进行热轧, 轧制速度为500mm/ s , 温度为
722K , 由于轧制温度在过冷液相区, 非晶粉末具有超塑性, 粉末固结良好, 无晶态相析出。轧制后的非晶合金板材压缩强度达1 .9GPa , 与铸态非晶合金相当。但
是热轧后非晶板材无塑性,可能是在轧制的过程中,非晶合金发生结构弛豫脆化造成的。
2、气相直接凝聚法
由气相直接凝聚成非晶态固体。采取的技术措施有真空蒸发、溅射、化学
气相淀积等。蒸发和溅射可以达到极高的冷却速度（超过108K/s），因此许多
用液态急冷法无法实现非晶化的材料如纯金属、半导体等均可以采用这两种方法。但在这些方法中，非晶态材料的凝聚速率（生长速率）想当低，一般只用
来制备薄膜。同时，薄膜的成分、结构、性能和工艺参数及设备条件有非常密
切的关系。
比如一种使用磁过滤阴极弧复合溅射镀膜仪沉积不同偏压的方法制备非晶
碳膜。[4]基体材料分别为玻璃、硅片、以及厚度为1 mm的镜面抛光304不锈
钢(尺寸为30 mm× 30 mm)。镀膜前先将基体材料在丙酮中超声波清洗15min,
烘干后固定于基架上置于腔体中; 待真空度达到4×10-3Pa后通入一定量Ar气使腔体气压为1Pa,同时在-300V偏压下Ar离子辉光放电刻蚀基体30 min; 然后打
开铬靶(纯度99.99％)直流电源沉积Cr过渡层,溅射电流为3A，基体偏压-
100V，Ar气流量为50 mL/min，沉积时间10 min；随后打开石墨靶(纯度
99.99%)直流电源, 对基体分别施加-50 V、-200 V、-350 V的偏压进行碳膜沉积, 此时溅射电流为3A，Ar气流量为 50 mL/min, 沉积时间60 min。薄膜沉积过程
中腔体内Ar气分压在0.28 Pa, 为保证镀层均匀性, 基架在溅射靶前保持一定的
速率自转。
图2 不同偏压下非晶碳膜AFM表面形貌图
图2是不同偏压下用溅射方法制得的非晶碳膜的AFM表面形貌图。从图中可以看出，用溅射法制得的非晶碳膜表面都具有比较好的平整度，只是不同的偏压下，非晶碳膜的表面粗糙度会有一些区别。
3、液体急冷法
如果将液体金属以大于105℃/s的速度急冷，使液体金属中比较紊乱的原子排列保留到固体中，则可获得金属玻璃。为提高冷却速度，除了采用良好的导热体作为基板外，还应满足下列条件：①液体必须与基板接触良好；②液体层必须相当薄；③液体与基板从接触开始至凝固终止的时间需尽量缩短。从上述基本条件出发，已研究出多种急冷方法。如喷枪法、锤砧法、离心法、压延法、单辊法、熔体沾出法和熔滴法等。其中喷枪法和锤砧法属于不连续过程，剩下的属于连续过程，可以连续制备玻璃条带等。图3是连续过程制备方法的示意图。
图3 液体急冷连续制备方法示意图
谷月等[5]将Fe(纯度≥99.9%)、Co(纯度≥99.9%)、Hf(纯度≥ 99.5%)、Cu (纯
度≥ 99.99%)、纯B (纯度≥99.99%)或铁硼化合物(FeB)经充分混合后，用德国Hechigen 公司制造的Edmund Bühler真空电弧炉熔炼金属以制备Fe(Co)-Hf-B-
Cu 非晶母合金。为了保证合金锭成分均匀，每个合金锭均反复熔炼6次左右，每个锭重15 g，熔炼后质量损失很小，一般低于0.1%。非晶合金薄带制备在中科院金属研究所的德国Hechigen 公司制造的Edmund Bühler 真空单辊熔体急冷设备上完成，真空度2×10-4Pa，铜棍表面线速度分别为49.45 m/s。
4、其他方法
张涛等[6]提出了一种适合于非晶合金铸坯连续生产的复合铸型连续铸造法并据此建立了一套水平连铸装置。非晶合金的连续铸造示意图如图4a所示。带有加热装置的热铸型的一端与坩埚紧密连接，另一端与水冷铸型同轴对齐连接组成复合铸型。复合铸型的结合处放置热电偶以探测热铸型出口处的温度。夹辊和电机组成拉坯系统。牵引杆一端伸入复合铸型内，另一端伸入夹辊内。整个系统放入白钢腔体内抽真空后反充氩气。连铸开始前，先利用加热装置和热电偶来调
整热铸型的温度使其达合理温度，然后开启驱动电机带动牵引杆，坩埚内金属液在牵引杆作用下通过热铸一型流入水冷铸型，并在水冷铸型内快速凝固形成非晶合金棒材。所形成棒材由拉坯系统按照一定的拉坯程序牵引出铸型，直到坩埚内液体耗尽，完成连铸过程。图4b给出了实验所用拉停循环间歇式连铸拉坯程序示意图，该程序由运行时段和暂停时段组成。图4b中Vg、Pg和Pd分别代表连铸时的运行时段拉坯速度，拉坯时间和暂停时段的暂停时间。本实验采用Zr48Cu36A98A18进行非晶合金棒材连铸实验研究。热铸型温度设定为1140 K。拉坯实验参数Vg、Pg和Pd分别为2 mm/s、5 S和2 S。实验所得连铸样品直径10 mm长度为60 cm。
图4 非晶连铸法示意图(a)和拉坯程序示意图(b)当导体处于如图5所示的线圈中时，线圈中的高频梯度电磁场将使导体中产生与外部电磁场相反方向的感生电动势，该感生电动势与外部电磁场之间的斥力与重力抵消，使导体样品悬浮在线圈中。同时，样品中的涡流使样品加热熔化，向样品吹入惰性气体，样品便冷却、凝固，样品的温度可用非接触法测量。由于磁悬浮熔炼时样品周围没有容器壁，避免了引起的非均匀形核，因而临界冷却速度更低。该方法目前不仅用来研究大块非晶合金的形成，而且广泛用来研究金属熔体的非平衡凝固过程中的热力学及动力学参数，如研究合金溶液的过冷，利用枝晶间距来推算冷却速度，均匀形核率及晶体长大速率等。
图4 磁悬浮熔炼装置示意图
5、大块非晶态材料制备的最新方法
关于具有极低临界冷却速度和宽过渡区合金系列非品态的研究可追溯到
20世纪80年代发现台金的过冷区ΔTx=Tx-Tg(Tx为晶化温度)可达70K。80年
代末A. Inoue等开发了临界冷却速度在10~100K之间的镁基、锆基合金。目前国外关于大块非晶合金的研究主要集中在日本，尤其是日本东北大学材科研究
所的井上明久研究小组做了大量工作，合金系列涉及过渡金属-类金属系，锆基、铝基、镁基等，研究方法覆盖了从粉末冶金法到水淬，模铸区域
熔炼等多种方法。例如，将ZrAlNiCu合金在石英管中熔化，然后将石英管淬入水中，得到了直径达30mm的非晶棒；用单向区城熔炼方法获得了尺寸为10mm×12mm×300mm的ZrAlNiCuPd合金棒材；用模铸方法制取了
ZrAlNiCu合金棒材与板材。高压模铸还可以制造出表面光滑的非晶合金微型齿轮；用水淬的方法得到的PdNiCuP合金棒的直径达40mm。此外，He等用传统的单辊急冷方法制取了厚度达0.25mm的铝基AlNiFeGd合金带材，其拉伸强度为1280MPa，杨氏模量为75GPa。Diefenbach等分别用磁悬浮、落管、氧化物
包裹等技术研究了Al基、Co基、Ni基及其他合金的非晶形成情况和平衡凝固
过程的枝晶生长。
总结：本文主要介绍了非晶态材料的一些制备方法，包括粉末冶金法、气相直接凝聚法、液体急冷法等，以及一些最新的大块非晶态材料的制备方法。每种方法都有各自的优缺点和适用范围。非晶态材料也因其各种特殊的性能一直被科研工作者不断的研究，相信在以后还会有更优良的制备方法应用到其中。
参考文献
[1] 萧纪美，徐滨士，杜善义．材料合成与制备方法［M］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001．
[2] 黄文军. 非晶及其复合材料制备方法的研究[J]. 价值工程, 2014(5):5-9．
[3] 唐翠勇, 肖志瑜, 陈进,等. 粉末冶金制备大块非晶合金研究进展[J]. 材料导报, 2010, 24(11):93-97．
[4] 张海峰, 张栋, 李晓伟,等. 直流磁控溅射非晶碳膜的导电性和耐蚀性[J]. 材料研究学报, 2015, 29(10):751-756．
[5] 谷月，张艳辉，晁月盛，朱涵娴，罗丽平．非晶Fe52Co34Hf7B6Cu1合金的形成与热稳定性研究[J]．功能材料，2014，45（10 ）．
[6] 张涛，张兴国，张环月，等．连续铸造法制备大块非晶合金[J]．稀有金属材料与工程．2012，41(12)：2205 -2209．
非晶的制备
材料化学 非晶材料的制备方法 姓名： 学号： 2016.11
摘要：自从1960年美国加州理工学院杜威P．Duwez教授采用急冷方法制得非晶体至今，人们对非晶体的研究已经取得了巨大的成就，非晶硅以及其他非晶半导体、非晶的合金等一系列非晶产品已经得到了广泛的应用。例如，过渡金属－类金属型非金属合金已经开始用于各种变压器、传热器铁芯；非晶合金纤维已经被用来作为复合材料的强化纤维；非晶铁合金作为良好的电磁吸波剂，已用于隐身技术的研究领域；某些非晶合金具有良好的催化性能，已被开发用来制作工业催化剂。非晶硅和非晶半导体材料在太阳能电池和光电导器件方面的应用也已相当普遍。[1]非晶由于其优异的物理性能，尤其是力学性能，日益引起注意。本文就概述了一些常见的非晶的制备方法。
引言：对于自然界中各种形态的物质，按照原子的堆垛方式进行分类，可将这些物质分为两大类，一类称为有序结构组成的物质，另一类称为无序结构的物质。晶体的原子结构堆垛为典型的长程有序结构，而气体、液体和诸如非晶态固体的原子堆垛都属于长程无序、短程有序结构，气体相当于物质的稀释态，液体和非晶固体相当于凝聚态。非晶合金属于典型非晶态固体，相对于传统的晶体金属或合金来说，其具有长程无序、短程有序（或是中程有序）的结构特点。正是这种独特结构的寻在，才能使非晶体表现出更好得优异的物理和化学性能。而非晶合金的原子进行排列是因为存在脆性的类似于氧化玻璃的特点，因此又被称为金属玻璃。非晶合金机构内部因为没有晶界、层错等缺陷，因此具有惊人的抗腐蚀性能，不存在偏析及异相等结构。从热力学上讲，非晶合金是一种亚稳态结构，它的原子结构呈现出长程无序排列，有序性被严格限制在几个原子的尺寸范围内，非晶合金在一定的热力学条件下将转变为能量更低的晶态结构。非晶材料这些特殊性质决定了其性能与晶体金属有很大差异，具有高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等特有的优异性能。[2]
非晶合金变压器简介
非晶合金油浸式变压器简介 一、概述 非晶合金变压器是采用新型导磁材料——非晶合金带材来制作铁心的新型高效节能变压器。非晶合金变压器的最突出的特点就是空载损耗和空载电流非常小，SH15型非晶变比用硅钢片作为铁心的S9型变压器空载损耗下降70%以上，空载电流下降约80%，是目前节能效果非常好的配电变压器。是符合国家经委、计委颁布的《中国节能技术大纲》精神的理想电气产品。自1982年美国通用电气公司研制的非晶配电商业投运以来，这二十多年来非晶变已经在国内、国外电网上普遍运行了。 二、非晶合金变压器的发展历程 1、国外发展历程 非晶合金变压器技术最早是由美国首先发展起来的，其主要发展历程如下：1960年，美国加利福尼亚大学在金和硅的合金中发现一种导磁的非晶合金；1974年，美国联信公司研制出铁基非晶合金，同年，美国通用电气公司发现非晶合金具有低单位损耗特性；1978年，美国研制出10kV A非晶合金变压器；1982年，美国通用电气公司、美国电力研究所和帝国电力研究公司联合研制的非晶合金变压器投入运行；1986年，美国通用电气公司开始商业化批量生产非晶合金变压器。目前非晶合金变压器技术已在世界上许多国家都得到应用和发展，在瑞士、英国、西班牙、加拿大、日本、印度、菲律宾、台湾等国家和地区都有非晶变制造厂。 2、国内发展历程 我国非晶合金变压器技术应用与发展相对较晚，1985才开始非晶合金变压器的研制工作，但近几年来发展相对较为迅速，主要发展历程如下：1985年，上海变压器厂引进国外非晶合金铁心，装配完成一台30kV A的非晶合金变压器，同年，上海钢铁研究所研制出100kV A的三相叠片式非晶合金变压器；1991~1995年，国内联合了上海变压器厂、天津变压器总厂、北京变压器二厂、保定变压器厂、辽阳变压器厂和佛山变压器厂6家生产厂，试制完成额定容量为160、200、315kV A和500kV A 等4种规格的样机6台；1998年，上
纳米材料的制备方法
1化学气相沉积法 1.1化学气相沉积法的原理 化学气相沉积法(Chemical Vapour Deposition (CVD) )是通过气相或者在基板表面上的化学反应，在基板上形成薄膜。化学气相沉积方法实际上是化学反应方法，因此。用CVD方法可以制备各种物质的薄膜材料。通过反应气体的组合可以制备各种组成的薄膜，也可以制备具有完全新的结构和组成的薄膜材料，而且即使是高熔点物质也可以在很低的温度下制备。 用化学气相沉积法可以制备各种薄膜材料、包括单元素物、化合物、氧化物、氮化物、碳化物等。采用各种反应形式，选择适当的制备条件——基板温度、气体组成、浓度和压强、可以得到具有各种性质的薄膜构料。化学气相沉积的化学反应形式．主要有热分解反应、氢还原反应、金属还原反应、基板还原反应、化学输运反应、氧化反应、加水分解反应、等离子体和激光激发反应等。 化学气相沉积法制备纳米碳材料的原理是碳氢化合物在较低温度下与金属纳米颗粒接触时通过其催化作用而直接生成。化学气相沉积法制备碳纳米管的工艺是基于气相生长碳纤维的制备工艺。在研究气相生长碳纤维早期工作中就己经发现有直径很细的空心管状碳纤维，但遗憾的是没有对其进行更详细的研究[4]。直到Iijima在高分辨透射电子显微镜发现产物中有纳米级碳管存在，才开始真正的以碳纳米管的名义进行广泛而深入的研究。 化学气相沉积法制备碳纳米管的原料气，国际上主要采用乙炔，但也采用许多别的碳源气体，如甲烷、一氧化碳、乙烯、丙烯、丁烯、甲醇、乙醇、二甲苯等。在过渡金属催化剂铁钴镍催化生成的碳纳米管时，使用含铁催化剂，多数得到多壁碳纳米管；使用含钴催化剂，大多数的实验得到多壁碳纳米管；过渡金属的混合物比单一金属合成碳纳米管更有效。铁镍合金多合成多壁碳纳米管，铁钴合金相比较更容易制得单壁碳纳米管。此外，两种金属的混合物作为催化剂可以大大促进碳纳米管的生长。许多文献证实铁、钴、镍任意两种的混合物或者其他金属与铁、钴、镍任何一种的混合物均对碳纳米管的生长具有显著的提高作用，不仅可以提高催化剂的性能，而且可以提高产物的质量或者降低反应温度。催化裂解二甲苯时，将适量金属铽与铁混合，可以提高多壁碳纳米管的纯度和规则度。因而，包括像烃及一氧化碳等可在催化剂上裂解或歧化生成碳的物料均有形成碳纳米管的可能。Lee Y T 等[5]讨论了以铁分散的二氧化硅为基体，乙炔为碳源所制备的垂直生长的碳纳米管阵列的生长机理，并提出了碳纳米管的生长模型。Mukhopdayya K等[6]提出了一种简单而新颖的低温制备碳纳米管阵列的方法。该法以沸石为基体，以钴和钒为催化剂，仍是以乙炔气体为碳源。Pna Z W等[7]以乙炔为碳源，铁畦纳米复合物为基体高效生长出开口的多壁碳纳米管阵列。 1.2评价 化学气相沉积法该法制备的纳米微粒颗粒均匀，纯度高，粒度小，分散性好，化学反应活性高，工艺可控和连续，可对整个基体进行沉积等优点。此外，化学气相沉积法因其制备工艺简单，设备投入少，操作方便，适于大规模生产而显示出它的工业应用前景。因此，化学气相沉积法成为实现可控合成技术的一种有效途径。化学气相沉积法缺点是衬底温度高。随着其它相关技术的发展，由此衍生出来的许多新技术，如金属有机化学缺陷相沉积、热丝化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积及激光诱导化学气相沉积等技术。化学气相沉积法是纳米薄膜材料制备中使用最多的一种工艺，广泛应用于各种结构材料和功能材料的制备。用化学气相沉积法可以制备几乎所有的金属，氧化物、氮化物、碳化合物、复合氧化物等膜材料。总之，随着纳米材料制备技术的不断完善，化学气相沉积法将会得到更广泛的应用。
非晶纳米晶软磁材料应用市场概况
非晶/纳米晶软磁材料应用市场概况 非晶态软磁合金材料为20世纪70年代问世的一种新型材料，因具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等优点，引起了人们的极大重视，被誉为21世纪新型绿色节能材料。其技术特点为：采用超急冷凝固技术使合金钢液到薄带材料一次成型；采用纳米技术，制成介于巨观和微观之间的纳米态(10-20nm)软磁物质。非晶、纳米晶合金的优异软磁特性都来自于其特殊的组织结构，非晶合金中没有晶粒和晶界，易于磁化；纳米晶合金的晶粒尺寸小于磁交换作用长度，导致平均磁晶各向异性很小，并且通过调整成分，可以使其磁致伸缩趋近于零。【表1】列出了非晶/纳米晶软磁材料的典型性能及主要应用领域。 表1 非晶/纳米晶软磁材料的典型性能及主要应用领域
近年来，随着信息处理和电力电子技术的快速发展，各种电器设备趋向高频化、小型化、节能化。 在电力领域，非晶、纳米晶合金均得到大量应用。其中铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5～1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60﹪～70﹪。因此，非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。电力互感器是专门测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。近年来高精度等级（如级、级、级）的互感器需求量迅速增加。传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求，虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求，但价格高。而采用纳米晶铁芯不但可以达到精度要求、而且价格低于玻莫合金。 在电力电子领域，随着高频逆变技术的成熟，传统大功率线性电源开始大量被高频开关电源所取代，而且为了提高效率，减小体积，开关电源的工作频率越来越高，这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。硅钢高频损耗太大，已不能满足使用要求。铁氧体虽然高频损耗较低，但在大功率条件下仍然存在很多问题，一是饱
储能材料制备
在许多能源利用系统中(如太阳能系统!建筑物空调和 采暖系统!冷热电联产系统!余热废热利用系统等)存在着供能和耗能之间的不协调性,从而造成了能量利 用的不合理性和大量浪费"热能储存技术是解决这些问题的有效途径之一,它是利用物理热的形式将暂时不用的余热或低品位热量储存于适当的介质中,在需要使用时再通过一定的方法将其释放出来,从而解决了由于时间!空间或强度上热能供给和需求间不匹配与不均匀性所导致的能源利用率低的问题,最大限度地利用加热过程中的热能或余热,提高整个加热系统的热效率" 热能储存技术的核心和基础是储能材料"储能材料是利用物质发生物理或化 学变化来储存能量的功能性材料,它所储存的能量是广泛的,可以是电能!机械 能!化学能和热能,也可以是其它形式的能量"用于热能储存的储能材料是一种 非常重要且应用较为广泛的能源材料,它主要包括 显热式:如陶瓷蜂窝体!蓄热球!砂石!水等 相变式 固一固相变材料:如多元醇!HDPE!层状钙钦矿等 固一液相变材料:如水合盐!无机盐!金属及合金!石蜡等 固一气相变材料:如干冰 液一气相变材料:如水蒸气 化学反应式:如无机盐一HZO!无机氢化物等 复合式 纤维织物:如石蜡/纤维织物 有机/无机类:如硬脂酸/高密度聚乙烯!石蜡/混凝土 无机/无机类:如无机盐/陶瓷基!水合盐/混凝土
显热储能是通过加热介质，使其温度升高而储存能量,它也叫“热容式储能”。潜热储能是利用储热介质被加热到相变温度时吸收大量相变潜热而储存能量，它也叫“相变式储能”。化学反应储能实际上就是利用储能材料相接触时发生可逆化学反应，而通过热能与化学能的转换储存能量的，它在受冷和受热时可发生两个方向的反应，分别对外吸热或放热，这样就可把能量储存起来。复合储能材料是由相变材料和载体基质组成,在使用过程中同时利用显热和潜热,它综合了显热材料和相变材料的优点,克服了二者的缺点"人们对复合储能材料的认识和研究是近十几年的事情,但由于它应用十分广泛,已日益成为受人们重视的新材料。 显热储能材料使用简单安全,寿命较长,且成本很低,但其存在储热密度小和蓄(释)热不能恒温等缺点" 相变材料与显热储能材料相比,它的储能密度至少高出一个数量级,能够通 过相变在恒温条件下吸收或释放大量的热能,它也储存显热,但因温度变化小, 这部分显热与相变潜热相比是很小的"相变材料有固一液相变!液一气相变!固- 气相变和固一固相变材料四大类,但是由于液一气和固一气相变过程中有大量气体 产生,体积变化很大,对容器的要求很高,故在实际中很少应用"固一液和固一固 相变材料是目前研究最多!最广,也是最成熟的两大类储能材料" 固一液相变材料 1、水合盐它的使用温度一般在100C以下，无机水合盐具有较高的潜热和较大的体积蓄热密度! 固定的熔点(实际是结晶水脱出的温度,脱出结晶水使盐溶解而吸热,降温时发 生逆过程吸收结晶水放热)!良好的导热性能!无毒性,且大多是化工副产品,价 廉易得"缺点是过冷度大!易发生晶液分离和热性能的严重衰减等"解决过冷度 的方法主要有:加微粒结构与盐类结晶物类似的成核剂!搅拌法!冷指法等;解 决晶液分离的方法有:搅拌法!浅盘容器法!增稠(悬浮)剂法!额外水法等" .2、无机盐这是一类使用温度较高的相变材料,从100摄氏度到1000摄氏度 以上,其相变潜热很高,特别是Li!Na!K等第一主族元素的化合物,潜热最高 可超过1000kJk/g,但是铿盐的价格很昂贵"具有高性价比的无机盐 有Nael!NaF!KCI!NaZCo3!NaZsO4等"另外,可以根据需要将各种无机盐配 制成混合盐或共晶盐,得到所需温度的高储能密度相变材料"无机盐固一液相变 材料(如:LIF!NaF)目前己经在空间太阳能热动力发电系统中应用"
非晶合金变压器铁心的热处理工艺
非晶合金变压器铁心的热处理工艺 发表时间：2016-04-15T15:58:32.320Z 来源：《电力设备》2016年1期供稿作者：于春雷王书章邹波王学海张祥 [导读] 国网福建省电力有限公司管理培训中心福建福州 350009）非晶合金铁心进行热处理[2]的目的在于降低甚至消除铁心内部的应力，改善铁心的损耗性能和激磁性能。 于春雷王书章邹波王学海张祥 （国网福建省电力有限公司管理培训中心福建福州 350009） 摘要：非晶合金变压器铁心进行热处理的目的在于消除带材在高速冷却过程中和铁心在剪切、成型过程中产生的应力。应力越大，铁心的损耗越大和所需激磁功率也越大。本文研究分析了温湿度、铁心的尺寸、铁心重量等对于热处理的影响；研究分析了不同非晶合金带材在热处理保温期间的温升情况、热处理设备对于热处理的影响和热处理炉的温度分布。根据非晶合金变压器铁心的热处理的特点，对过往热处理数据进行分析，给定参考工艺，并且通过试验验证了给定工艺的可行性。 关键词：非晶合金铁心；热处理工艺；影响因素 1.引言 优良的磁性能使得非晶合金带材广泛应用于变压器的铁心[1]生产。非晶合金带材在生产过程中，尤其是带材在截切和铁心成型过程中，铁心内部会产生应力。该应力直接影响着铁心的损耗性能和激磁性能，应力越大，铁心的激磁性能和损耗性能就越差。非晶合金铁心进行热处理[2]的目的在于降低甚至消除铁心内部的应力，改善铁心的损耗性能和激磁性能。 根据自身情况，各个厂家提出了各自的处理方法，但是这些方法只停留在解决热处理的表面问题，并没有从根本上找到原因、解决问题。本文将系统分析非晶合金铁心热处理时影响因素的具体影响方式，解决当前行业内非晶合金铁心热处理靠经验、影响因素不明确、影响方式不清楚等问题。 2.非晶合金铁心热处理工艺研究 非晶合金铁心的热处理工艺受到多种因素的影响[3]，包括带材特性、铁芯规格以及热处理时环境条件等。本文将就温湿度、带材宽度、铁心规格、设备对于热处理的影响以及铁心保温期间的温升进行研究分析。 2.1 温、湿度对于热处理保温的影响研究 温、湿度对于非晶合金铁心热处理的影响主要在于热处理时带来的铁心氧化。本节将先通过试验研究不同温、湿度对于非晶合金铁心的影响，然后通过试验总结出减小温、湿度对于热处理影响的方案。 温、湿度对于热处理保温时间的影响 试验记录N带（带材宽度为170mm）的铁心和K带（带材宽度为142mm）的铁心分别在不同温、湿度条件下对于热处理保温时间的要求。 图1是美带（由美国进口的带材，下文简称美带；由日立金属公司生产的带材下文简称日带，由安泰科技股份有限公司生产的带材检查安泰带材）的N带铁心和安泰带材K带铁心热处理保温时间随温、湿度增大的曲线。 a 保护气氛的影响 铁芯进行热处理时，采用氮气作为保护气氛，保证热处理时铁芯在高温时不被氧化。通过在相同工况条件下，对通入保护气氛的量进行控制。 b 增加烘炉、烘铁心操作对于热处理的影响 热处理前进行烘炉、烘铁心处理，主要目的在于降低热处理期间炉内的含水量，避免铁心热处理期间被氧化。 2.2 铁心的带材宽度对于热处理的影响研究 热处理时，铁心的加热是沿着铁心的带材宽度方向的，影响铁心升温速度的最主要因素是铁心的带材宽度。 2.3 铁心重量对于热处理的影响研究 2.4 铁心保温期间的温升研究 铁心保温期间，热处理炉通过间断的加热保证炉温恒定。铁心内部达到热平衡后，继续加热就会转入放热阶段；而且非晶合金带材晶化过程也会放热，导致铁心温度继续升高。铁心保温期间温升越大也说明了保温期间的晶化过程越明显。2.5 总结 非晶合金铁心热处理还包括一些不可控影响因素，例如带材、铁心的剪切成型过程等。非晶合金铁心热处理的各个影响因素对于热处理的影响方式不同，影响的程度也不相同。热处理工艺制定时，需要综合考虑各个影响因素。 3 总结 铁心热处理的保温时间的确定需要根据过往热处理的损耗性能、激磁性能以及当前的热处理要求。当损耗性能不能满足当前热处理，热处理需要减少保温时间，当激磁性能不能满足要求时需要增加保温时间，当损耗和激磁性能都不能满足要求时需要根据具体情况分析。具体解决方法如下：高温高湿环境下进行热处理需要进行增加预去湿以及加大氮气冲入量工序；带材越宽则热处理所需保温时间越长；重量越重保温时间越短；对铁芯保温期间的温度点进行控制等。 目前，国内各非晶合金铁心生产厂家在进行热处理时采用的方案是：对炉温进行闭环控制，而对铁心温度进行开环控制或者只是监控，这样并不能对铁心的温度的精确控制。 参考文献 [1] S.Yurekten, A.Kara, K. Mardikyan. Energy Efficient Green Transformer Manufacturing with Amorphous Cores[C]. International Conference on Renewable Energy Research and Applications Madrid, Spain, 20-23 October 2013. 作者简介 王书章（1988-），男，河南人，中级培训师，国网福建省电力有限公司管理培训中心中级培训师，从事电力技能培训工作。邹波（1987-），男，湖南人，中级工程师，江苏宏源电气有限责任变压器设计工程师，从事电力变压器的研究与设计工作。
纳米材料的制备方法及其研究进展
纳米材料的制备方法及其研究进展纳米材料的制备及其研究进展 摘要:综述了纳米材料的结构、性能及发展历史;介绍了纳米材料的制备方法及最新进展;概述了纳米材料在各方面的应用状况和前景;讨论了目前纳米材料制备中存在的问题。 关键词:纳米材料;结构与性能;制备技术;应用前景;研究进展 1 引言 纳米微粒是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群，微粒具有壳层结构。由于微粒的表面层占很大比重，所以纳米材料实际是晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组合，纳米材料具有大量的界面，晶界原子达15%-50%。 这些特殊的结构使得纳米材料具有独特的体积效应、表面效应，量子尺寸效应、宏观量子隧道效应，从而使其具有奇异的力学、电学、磁学、热学、光学、化学活性、催化和超导性能等特性，使纳米材料在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、陶瓷、核技术、催化剂、医药等领域具有重要的应用价值，美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”，欧共体的“尤里卡计划”等都将纳米材料的研究列入重点发展计划;日本在10年纳米微粒的制备方法 1 纳米微粒的制备方法一般可分为物理方法和化学方法。制备的关键是如何控制颗粒的大小和获得较窄且均匀的粒度分布。 1.1 物理方法 1.1.1 蒸发冷凝法
又称为物理气相沉积法，是用真空蒸发、激光、电弧高频感应、电子束照射等方法使原料气化或形成等离子体，然后在介质中骤冷使之凝结。特点:纯度高、结晶组织好、粒度可控;但技术设备要求高。根据加热源的不同有: (1)真空蒸发-冷凝法其原理是在高纯度惰性气氛(Ar,He)下，对蒸发物质进行真空加热蒸发，蒸气在气体介质中冷凝形成超细微粒。1984年Leiter[2]等首次用惰性气体沉积和原位成型方法，研制成功了Pd、Cu、Fe 等纳米级金属材料。1987 年Siegles[3]采用该法又成功地制备了纳米级TiO2 陶瓷材料。这种方法是目前制备纳米微粒的主要方法。特点:粒径可控，纯度较高，可制得粒径为5~10nm的微粒。但仅适用于制备低熔点、成分单一的物质，在合成金属氧化物、氮化物等高熔点物质的纳米微粒时还存在局限性。 (2)激光加热蒸发法是以激光为快速加热源，使气相反应物分子是利用高压气体雾化器将-20~-40OC的氦气和氩气以3倍于音速的速度射入熔融材料的液流是以高频线圈为热源，使坩埚是用等离子体将金属等的粉末熔融、蒸发和冷凝以获得纳米微粒。特点:微粒纯度较高，粒度均匀，是制备氧化物、氮化物、碳化物系列、金属系列和金属合金系列纳米微粒的最有效的方法，同时为高沸点金属纳米微粒的制备开辟了前景。但离子枪寿命短、功率小、热效率低。目前新开发出的电弧气化法和混合等离子体法有望克服以上缺点。 (6)电子束照射法1995年许并社等人[4]利用高能电子束照射母材，成功地获 得了表面非常洁净的纳米微粒，母材一般选用该金属的氧化物，如用电子束照射 Al2O3 后，表层的Al-O 键被高能电子“切断”，蒸发的Al原子通过瞬间冷凝，形核、长大，形成Al的纳米微粒，但目前该方法获得的纳米微粒限于金属纳 米微粒。 1.1.2 物理粉碎法
非晶合金的制备方法
纳米非晶合金制备简介 摘要: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。 关键词：块体金属玻璃块体金属玻璃的连接制备 Introduction of the Preparation amorphous alloy 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，than Analysis and comparing these preparation techniques bulk metallic glass. Key words: bulk metallic glass, joining of bulk metallic glass, preparation 1.引言 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，但晶化温度以下能长期稳定存在[3]。 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Au 70Si 30 非晶合金薄带[4][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. Chen[7]发表文章指出原子尺寸和混合热对玻璃合
非晶合金介绍
非晶合金介绍 发布时间：2012-9-22 阅读次数：139 字体大小: 【小】【中】【大】 铁基非晶合金(Fe-based amorphous alloys) 铁基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度（1.54T），磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70%。铁基非晶合金的带材厚度为0.03mm左右，广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯, 适合于10kHz 以下频率使用 由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为非晶合金，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。 在以往数千年中，人类所使用的金属或合金都是晶态结构的材料，其原子三维空间内作有序排列、形成周期性的点阵结构。 而非晶态金属或合金是指物质从液态（或气态）急速冷却时，因来不及结晶而在室温或低温保留液态原子无序排列的凝聚状态，其原子不再成长程有序、周期性和规则排列，而是出于一种长程无序排列状态。具有铁磁性的非晶态金合金又称铁磁性金属玻璃或磁性玻璃，为了叙述方便，以下均称为非晶态合金。 发展史 1960年美国Duwez教授发明用快淬工艺制备非晶态合金为始。其间，非晶软磁合金的发展大体上经历了两个阶段：第一个阶段从1967年开始，直到1988年。1984年美国四个变压器厂家在IEEE会议上展示实用非晶配电变压器则标志着第一阶段达到高潮，到1989年，美国AlliedSignal公司已经具有年产6万吨非晶带材的生产能力，全世界约有100万台非晶配电变压器投入运行，所用铁基非晶带材几乎全部来源于该公司。从1988年开始，非晶态材料发展进入第二阶段。这个阶段具有标志性的事件是铁基纳米晶合金的发明。1988年日本日立金属公司的Yashiwa等人在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金（Finemet）。1988年当年，日立金属公司纳米晶合金实现了产业化，并有产品推向市场。1992年德国VAC公司开始推出纳米晶合金替代钴基非晶合金，尤其在网络接口设备上，如ISDN，大量采用纳米晶磁芯制作接口变压器和数字滤波器件。 制作方法 1.水淬法 2.铜模吸铸法 3.铜模喷铸法 4.甩带 5.定向凝固 6.粉末冶金 7.高能球磨等
铁基非晶软磁合金及其晶化
第22卷第6期南 京 理 工 大 学 学 报Vol.22N o.6 1998年12月Journal of Nanj ing University of Science and Technology Dec.1998铁基非晶软磁合金及其晶化a 沈桂娣X 李建平 周传伟 杨 锋 (南京理工大学材料科学与工程系,南京210094) 摘要 用差热分析、X射线衍射、冲击法等方法研究了铁基非晶Fe72.5 Cu1Nb2V2Si13.5B9合金及其经不同温度退火处理后材料的结构和磁性。结果表明, 合金经350℃退火,结构短程有序范围扩大,材料磁化比非晶合金容易;经520～ 560℃退火,A-Fe(Si)晶粒析出,得到微晶结构并具有优良的软磁性能,例如相对初 始磁导率L i≥4.7×104,矫顽力H c≤1.4A/m;在620℃以上退火,第二相Fe x B y析 出,材料磁化困难,软磁性能恶化。 关键词 金属玻璃,晶化,微晶,磁性;软磁材料 分类号 TG139.8 铁基非晶软磁合金经过适当温度退火得到的微晶软磁合金是综合性能优良的软磁材料。因而近年来围绕其成份、热处理、结构及磁性已有不少研究工作[1～4]。本文对非晶Fe72.5 Cu1Nb2V2Si13.5B9合金及其晶化过程中结构和性能的变化进行了研究。 1 试验方法 研究用的非晶Fe72.5Cu1Nb2V2Si13.5B9条带宽9mm、厚0.023mm。用差热分析技术研究合金在加热过程中变化,以确定退火温度。把条带绕制成内径18m m,外径24m m的环形试样,在高纯氮气保护下退火,温度为350～750℃,保温0.5h后炉冷,控温精度为±5℃,用冲击法测量磁性,在磁场强度H为0.08A/m条件下测定初始磁导率。用电位差计法测电阻率。用X射线衍射CuK A射线测定材料结构。 2 试验结果与讨论 原始条带的X射线衍射图示于图1(a),结构为非晶态。差热分析曲线示于图2。以20℃/ min速率加热,在520～620℃、680～740℃出现2个放热峰,由此确定退火温度。 2.1 退火温度对材料结构的影响 经不同温度退火处理后合金的X射线衍射图示于图1(b)、(c)。由图可见,经过350℃处a 本文于1997年11月8日收到 X沈桂娣 女 58岁 副教授
非晶合金变压器
非晶合金变压器（amorphous alloy transformer）是二十世纪七十年代开发研制的一种节能型变压器。非晶合金变压器产品对于安全性、可靠性的要求特别高，具有典型的技术密集型特点。世界上最早研发非晶合金变压器的国家是美国，当时由美国通用电气（GE）公司承担了非晶合金变压器的研制项目。到上世纪八十年代末实现了商品化生产。由于使用了一种新的软磁材料——非晶合金，非晶合金变压器的性能超越了各类硅钢变压器。非晶合金变压器兼具了节能性和经济性，其显著特点是空载损耗很低，符合国家产业政策和电网节能降耗的要求，是节能效果最为先进，使用成本也较为经济的配电变压器产品。 外文名：amorphous alloy transformer 开发者：美国通用电气 开发时期：二十世纪七十年代 我们先从非晶材料（amorphous materials）说起，在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料, 一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温液体喷射到高速旋转的冷却辊上。合金液以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的合金液降到室温，形成非晶带材。 非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。以铁基非晶合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。由于这样的特性,非晶态合金材料在电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间。例如，用于航空航天领域，可以减轻电源、设备重量，增加有效载荷。用于民用电力、电子设备，可大大缩小电源体积，提高效率，增强抗干扰能力。微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。非晶条带用来制造超级市场和图书馆防盗系统的传感器标签。非晶合金神奇的功效，具有广阔的市场前景。 2 应用历史 在对非晶材料有了初步的了解后,我们再来看一下非晶带材的一个非常具有前景的
【CN109868392A】一种铁基非晶合金增强的铝基复合材料及其制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910193344.1 (22)申请日 2019.03.14 (71)申请人 昆明理工大学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 王修昌 谭军 武宽 李敏 张帆 邓攀 (51)Int.Cl. C22C 21/00(2006.01) C22C 1/04(2006.01) C22C 45/02(2006.01) B22F 9/04(2006.01) B22F 3/14(2006.01) (54)发明名称 一种铁基非晶合金增强的铝基复合材料及 其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种铁基非晶合金增强的铝基 复合材料及其制备方法，属于复合材料制备技术 领域。以铝合金为基体，以铁基非晶合金为增强 体，铁基非晶合金均匀的分散在铝合金中；铁基 非晶合金增强的铝基复合材料中铁基非晶合金 体积分数为5%～30%，铝合金的体积分数为70%～ 95%；铁基非晶合金为Fe52Cr26Mo18B2C2铁基非 晶合金。本铝基复合材料以铝合金为基体，铁基 非晶合金为增强体，增强体分散均匀，与基体界 面结合强度高，界面状态好，复合材料的致密度 和硬度高。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 109868392 A 2019.06.11 C N 109868392 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109868392 A 1.一种铁基非晶合金增强的铝基复合材料，其特征在于：以铝合金为基体，以铁基非晶合金为增强体，铁基非晶合金均匀的分散在铝合金中；铁基非晶合金增强的铝基复合材料中铁基非晶合金体积分数为5%～30%，铝合金的体积分数为70%～95%；铁基非晶合金为Fe52Cr26Mo18B2C2铁基非晶合金。 2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金增强的铝基复合材料，其特征在于：所述铝合金为以Mg2Si相为强化相的铝合金。 3.根据权利要求1所述的铁基非晶合金增强的铝基复合材料，其特征在于：所述铝合金能采用纯铝替换。 4.一种根据权利要求1至3任意一项所述的铁基非晶合金增强的铝基复合材料，其特征在于包括以下步骤： 步骤1、将Fe粉、Cr粉、Mo粉、B粉和C粉按照原子比为52：26：18：2：2混合，在惰性气体和保护剂的保护下进行机械合金化，其中球料比为30:1～15:1，球磨时的转速≥300rpm，球磨100～200h，得到Fe52Cr26Mo18B2C2铁基非晶合金； 步骤2、将步骤1得到的Fe52Cr26Mo18B2C2铁基非晶合金和铝合金进行球磨，其中球料比为30:1～15:1，球磨时的转速≥200rpm，球磨4～16h，得到混合物料； 步骤3、将步骤2得到的混合物料在压力为40～50Mpa条件下，升温到723K～823K下保温10～30min，得铁基非晶合金增强的铝基复合材料。 2
干式非晶合金变压器安装说明书样本
安装使用说明书 非晶合金干式变压器 中电电气(江苏)股份有限公司 目 录 一 产品概述 (1) 二 使用条件 ........................................................ 1
三产品装卸 (1) 四产品运输 (1) 五检查验收 (1) 六仓储保管 (2) 七产品安装 (2) 八运行前检查 (3) 九运行前试验 (3) 十变压器投入运行 (3) 十一变压器监视与维护 (4) 十二安全注意事项 (4) 附录 (5)
一、适用范围 本说明书适用于我公司制造的容量在2500kVA及以下,电压等级35kV及以下无励磁调压和有载调压非晶合金干式变压器的装卸、运输、仓储保管、安装、使用及维护。 二、使用条件 2.1变压器安装地点的海拔不超过1000米, 环境温度不高于40℃, 若环境温度高于40℃或海拔超过1000米时, 应按GB1094.11- 做相应调整。 2.2冷却方式: 有空气自冷( AN) 和强迫风冷(AF)两种。对空气自冷( AN) 和强迫风冷( AF) 的变压器, 均须保证变压器有良好的通风能力。当变压器安装在地下室或通风能力较差的环境时, 须增设散热通风装置, 通风量按每1kw损耗2～4m3/min风量选取。 2.3变压器外壳防护等级有IP00, IP20, IP23等( 根据用户需求制作) 。 三、产品装卸 3.1装卸设备: 采用合适吨位的起吊设备。产品在装卸过程中, 应小心轻放. 3.2严格按照国家有关装卸规程操作。 3.2装卸产品时要用两根钢绳, 同时着力四处, 并注意产品重心的位置。两根钢绳的起吊夹 角不要大于60°, 若因吊高限制不能符合条件, 请用横梁辅助提升。 四、产品运输 4.1产品可用火车、轮船、汽车和飞机等交通工具进行运输, 装运产品的车厢、船舱等需保持清洁, 无污染物。 4.2产品装车情况必须符合运输规程中的要求, 并将产品安放牢靠, 在运输过程中不允许有摇晃、碰撞和移动的现象。 4.3无包装的产品, 附带的零件、配套件、出厂文件等另装成箱, 与变压器一起发运。 4.4无包装的产品经过小车、夹件、吊耳等孔洞固定在运输车上, 严禁绑拉线圈、绝缘子、垫块、引线等易损件。
非晶合金变压器的优缺点
非晶合金变压器的优缺点 摘要：在工业化进程中，工业革命的不断发展，给人们的生产生活带来了无数的方便，但同时也给自然环境带来极端的破坏。人们已经渐渐认识到环境保护的重要性，并提出了环保、低碳生活的概念。非晶合金变压器的诞生，响应了社会的主流。本文主要介绍了非晶合金材料的特点，及非晶合金变压器性能上的优缺点。 关键词：非晶合金变压器优缺点 非晶合金变压器是高科技环保节能产品，其节能和环保作用已被国际所公认，也被国内电力系统、建设部门上下所认识。目前，产品在制造使用技术上的可行性已日趋成熟，在市场上获得了竞争优势。其高效能、美观环保的卓越特性赢得了广大用户的一致推崇和广泛好评，被誉为“当前世界电气潮流的高科技绿色产品”。 所谓非晶合金变压器，就是指用非晶合金制造成变压器铁芯，并组装成的变压器。 非晶合金是指，合金材料在制造过程中采用了超急冷凝固的技术，使得在材料的微观结构中，金属原子在从液体（钢水）固化成固体的过程中，原子来不及排列成常规的晶体结构就被固化，而形成的原子结构无序排列的合金材料被成为非晶合金。非晶合金材料被发现具有非常优异的导磁性能，它的去磁与被磁化过程极易完成。非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。此外非晶态合金材料，还被广泛地应用于电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中，例如，用于航空航天领域，可以减轻电源、设备重量，增加有效载荷。用于民用电力、电子设备，可大大缩小电源体积，提高效率，增强抗干扰能力。微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。非晶条带用来制造超级市场和图书馆防盗系统的传感器标签。非晶合金神奇的功效，具有广阔的市场前景。在第十个五年计划期间：我国的科技工作者必将在非晶态合金技术领域做出更加令世人瞩目的贡献。 以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。铁基非晶合金较硅钢材料铁芯损耗大大降低，达到高效节能效果。因而作为一种极其优良的导磁材料被引入变压器等需要磁路的产品中。 铁基非晶合金在工频和中频领域，正在和硅钢竞争。铁基非晶合金和硅钢相比，有以下优缺点。 1）铁基非晶合金的饱和磁通密度Bs比硅钢低。但是，在同样的磁通Bm 下，铁基非晶合金磁通损耗的量比0.23mm厚的硅钢小3％。一般人认为损耗小的原因是铁基非晶合金带材厚度薄，电阻率高。这只是一个方面，更主要的原因是铁基非晶合金是非晶态，原子排列是随机的，不存在原子定向排列产生的磁晶各向异性，也不存在产生局部变形和成分偏移的晶粒边界。因此，妨碍畴壁运动
非晶材料的应用原理及举例
非晶材料的应用原理及举例 许文贞 vincent.xu.chn@https://www.wendangku.net/doc/1b1222597.html, 随着人类认识的发展和技术的进步，从20 世纪50年代涌现了若干新型非晶态材料，包括非晶合金、非晶半导体、非晶超导体、非晶离子导体和有机高分子玻璃等。那么什么是非晶材料呢？首先在这里给非晶材料做一个简单的概念及特征介绍。非晶材料也叫无定形或玻璃态材料，这是一大类刚性固体，具有和晶态物质可相比较的高硬度和高粘滞系数。但其组成的原子、分子的空间排列不呈现周期性和平移对称性，晶态的长程序受到破坏；只是由于原子间的相互关联作用，使其在几个原子（或分子）直径的小区域内具有短程序。由于至今尚无任何有效的实验方法可以准确测定非晶态材料的原子结构，上述定义都是相对而言的。非晶材料具有的基本特性有： ①只存在小区间内的短程序，而没有任何长程序；波矢κ不再是一个描述运动状态的好量子数。 ②它的电子衍射、中子衍射和X射线衍射图是由较宽的晕和弥散的环组成；用电子显微镜看不到任何由晶粒间界、晶体缺陷等形成的衍衬反差。 ③任何体系的非晶态固体与其对应的晶态材料相比，都是亚稳态。当连续升温时，在某个很窄的温区内，会发生明显的结构变化，从非晶态转变为晶态，这个晶化过程主要取决于材料的原子扩散系数、界面能和熔解熵。 上述的非晶材料具有的特征也只是非晶材料所具有的一般材料特性，在各种具体的非晶材料中，如上述提及的非晶磁性材料、非晶半导体材料、非晶合金等材料，它们又具有一些各自特殊的特性。因此本文主要是对该三种非晶材料的结构及其特征做简要介绍，然后再举例说明它们的实际运用。 1. 非晶材料 1.1 非晶半导体材料 未来的社会属于信息化社会，信息化社会离不开各种微电子器件。目前，各种电子器大都是以单晶半导体特别是硅单晶体作为基片，在基片上制作各种器件。但是，使用单晶硅有两个缺点：一是从硅单生长到晶片的切、磨、抛光直至制成器件，工艺过程复杂，材料损耗大；而是硅单晶锭的直径受到限制，目前晶片直径都在150mm以下，因此制成大面积器件有—定的困难。而非晶半导体材料恰恰解决了这些问题。 五十午代，苏联学者已经开始研究非晶态半导体，但真正的突破是在六十年代末和七十年代初期。目前研究得最多的有两大类材料：一类是用于元素周期表上IV族元素的半导体，特别是非晶态硅。另一类是硫属非晶态半导体，其主要成分是周期表中硫属元素如硫、硒、碲等，包括二元系（如As3Se2）和多元系（如As81Se21Ge30Te18）。下面对非晶态硅做简单介绍。 和单晶硅比，非晶态硅主要表现在非晶硅具有一般晶体材料难以得到的特性：
铁基非晶综述
铁基非晶合金的耐蚀性研究现状 黄勇 （南昌航空大学，江西南昌330063） 摘要：本文回顾了非晶腐蚀研究的历史，综述了研究铁基非晶腐蚀的常用实验方法，并对影响其腐蚀行为的因素以及腐蚀机理进行了概况性的总结。 关键词：铁基非晶；耐蚀性；腐蚀机理 非晶态合金，又称金属玻璃，是一种原子排列呈长程无序、短程有序排列的金属材料，其兼具一般金属和玻璃的特性，不存在晶界、位错等晶体材料常见的缺陷，这使得其具有极高的强度、弹性极限和耐磨性能。同时与相同元素构成的晶态材料相比，非晶态合金的耐腐蚀性能也优越很多［1］。历史上首次关于非晶制备的报道是在1934年，德国物理学家Kramer 利用热蒸发法制备出了非晶态合金［2］。随后，在1947年，Brenner等人用电解法和化学沉积法制备出Ni-P和Co-P非晶薄膜，同时使得非晶态材料首次在工业上得到了应用［3］［4］。1960年，美国加州理工学院的P.Duwez等首先采用熔体旋淬法制备了Au70-Si30非晶薄带，并且在此基础上，1967年，该课题组开发出了第一个铁基非晶，由此奠定了铁基非晶的开发应用的基础［5］。1974年，增本健、奈贺正明、桥本功二等人首先对非晶态合金的腐蚀性能进行了研究。最初研究了Fe-Cr-P-C和Fe-Cr-Ni-P-C非晶态合金的腐蚀行为，之后又深入地研究了铁—类金属、镍—类金属、钴—类金属、金属—金属系等非晶态合金的腐蚀行为以及它们的高抗蚀性的原因，并且研制出来具有极高抗蚀性的Fe—Cr25Mo10P13C7非晶态合金。目前非晶态合金的腐蚀性能方面的研究已日益深入和广泛［7］。自1995年，日本东北大学井上明久教授课题组开发出第一个块体铁基非晶Fe73Al5Ga2P11C5B4以来［6］，由于铁基非晶高强度、耐蚀性、优异的软磁性能、低廉的价格以及简单的制备工艺等特点，一直成为科学家们研究的热点。