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文檔簡介

1、4.4 非晶態(tài)固體及其制備技術(shù)2 固體物質(zhì),有一部分是非晶態(tài)物質(zhì),具有悠久的使用歷史,早在二千多年以前,我們的祖先就開始使用玻璃和陶釉。不過非晶態(tài)物質(zhì)的物理和化學(xué)的生產(chǎn)和發(fā)展只不過只是近幾十年的事。從1947年A.Brenner等人用電解和化學(xué)沉積方法獲得Ni-P、Co-P等非晶態(tài)薄膜用作金屬保護層算起至今,也只是50多年。因而,有關(guān)非晶態(tài)材料的理論還不成熟。然而,非晶態(tài)材料的發(fā)展和應(yīng)用卻很迅速。 我們知道,物質(zhì)的聚集態(tài),從氣體、液體到固體,從有序度來講,其中原子或分子排列有序度是從低到高。非晶態(tài)物質(zhì)可以看作有序度介于晶體和液體之間的一種聚集態(tài)。它和液晶一樣,不像晶態(tài)物質(zhì)那樣具有完善的近程和遠(yuǎn)

2、程有序,即其不存在長程有序,僅具有近程有序。因此“短程有序”是非晶態(tài)固體的基本特征之一。這種“近程”范圍一般只是個小區(qū)間。1概論3(1)只存在小區(qū)間范圍內(nèi)的短程有序,在近程或次近鄰的 原子間的鍵合(如配位數(shù)、原子間距、鍵角、鍵長 等)具有某種規(guī)律性,但沒有長程序;(2)非晶態(tài)材料的X-射線衍射花樣是有較寬的暈和彌散的 環(huán)組成,沒有表征結(jié)晶態(tài)特征的任何斑點和條紋,用 電子顯微鏡也看不到晶粒間界、晶格缺陷等形成的衍 襯反差;(3)當(dāng)溫度升高時,在某個很窄的溫度區(qū)間,會發(fā)生明顯 的結(jié)構(gòu)相變,因而它是一種亞穩(wěn)相。 由于人們最為熟悉的玻璃是非晶態(tài),所以也把非晶態(tài)稱 作無定形體或玻璃體(Amorphous

3、 or Glassy States) 2 非晶微觀結(jié)構(gòu)上的特征4非晶合金的結(jié)構(gòu)特點:結(jié)構(gòu)上呈拓?fù)涿芏验L程無序,但在長程無序的三維空間又無序的分布著短程有序的“晶態(tài)小集團”或“偽晶核”,其大小不超過幾個晶格的范圍。均勻的各相同一性:非晶合金中原子排列是原子尺度的無序,不存在結(jié)晶金屬所具有的晶界、雙晶、堆垛、層錯、偏析和析出物等局部的組織不均勻缺陷,是一種原子尺度組織均一的材料,具有各向同性的特點; 簡單單原子結(jié)構(gòu):由于是單原子組成,故與分子組成的玻璃、高分子聚合物相比,是一種更加理想的單原子非晶結(jié)構(gòu)材料;材料特性的調(diào)控性:非晶態(tài)合金不受化合價的限制,在較寬的成分范圍內(nèi)可以自由調(diào)節(jié)其組成。因此,它

4、具有許多結(jié)晶合金所不具有優(yōu)異的材料特性的調(diào)控性。熱力學(xué)上處于亞穩(wěn)態(tài),晶化溫度以上將發(fā)生晶態(tài)結(jié)構(gòu)相變,但晶化溫度以下能長期穩(wěn)定存在。 5非晶合金材料的特性:高力學(xué)性能:高屈服強度、高硬度、高比強度,超彈性(高彈性極限)、高耐磨損性等;物理特性:高透磁率、高電阻率、耐放射線特性等;化學(xué)性能:高耐腐蝕性、高催化活性精密成形性:低熔點、良好的鑄造特性、低的熱膨脹系 數(shù)、對鑄型的形狀及表面的精密復(fù)寫性;6 非晶態(tài)材料受到人們的重視是從20世紀(jì)50年代開始的。1958年召開了第一次非晶態(tài)固體國際會議,尤其是1960年從液態(tài)驟冷獲得金-硅(Au79Si80)非晶態(tài)合金,開創(chuàng)了非晶態(tài)合金研發(fā)新紀(jì)元。此后一系列

5、“金屬玻璃”被開發(fā)出來,幾乎同時也發(fā)展了非晶態(tài)理論模型,Mott-CFO(莫特-科弗奧)理論模型的奠基者1977年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。這個模型是非晶態(tài)體系中電子能態(tài)的最基本的模型。莫特開拓了作為固體物理新領(lǐng)域的非晶態(tài)物質(zhì)電子過程的研究,被譽為這個新的分支學(xué)科的奠基人。 非晶態(tài)材料有著其十分優(yōu)越的價值,應(yīng)用范圍也十分廣泛,可用于日常用品保護和裝飾、功能材料的功能膜層、電子、電力、化工等領(lǐng)域,塊狀化的非晶合金在這些行業(yè)也顯示出十分廣闊的應(yīng)用前景。3非晶材料的應(yīng)用7 因?qū)Υ判院蜔o序系統(tǒng)的電子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性研究,共同獲得了1977年度諾貝爾物理學(xué)獎。 安德遜(Philip Warren Anderson

6、, 1923- ) 范弗萊克(John Hasbrouck Van Vleck, 1899-1980) 莫特(Nevill Francis Mott, 1905-)8 在電力領(lǐng)域,非晶得到大量應(yīng)用。例如鐵基非晶合金的最大應(yīng)用是配電變壓器鐵芯。由于非晶合金的工頻鐵損僅為硅鋼的1/51/3,利用非晶合金取代硅鋼可使配電變壓器的空載損耗降低6070。因此,非晶配電變壓器作為換代產(chǎn)品有很好的應(yīng)用前景。在“九五”期間,我國自行建成了年生產(chǎn)能力1000噸的非晶帶材生產(chǎn)線及相應(yīng)的年產(chǎn)600噸非晶配電變壓器鐵芯生產(chǎn)線,這為在我國大力推廣節(jié)能型非晶配電變壓器奠定了良好基礎(chǔ)。9性能指標(biāo)鐵基非晶鐵鎳基非晶應(yīng)用配電變

7、壓器中頻變壓器功率因數(shù)校正器磁屏蔽防盜標(biāo)簽 飽和磁感(T)1.560.77矯頑力(A/m)4200,000磁致伸縮系數(shù)2710-61510-6 居里溫度()415360 電阻率(mW-cm)130130非晶納米晶帶材的典型性能及主要應(yīng)用領(lǐng)域 性能指標(biāo) 鈷基非晶 鐵基納米晶 應(yīng)用磁放大器高頻變壓器扼流圈脈沖變壓器飽和電抗器 磁放大器高頻變壓器扼流圈脈沖變壓器飽和電抗器互感器 飽和磁感(T)0.6-0.81.25矯頑力(A/m)2200,000200,000磁致伸縮系數(shù)110-6 300560 電阻率(mW-cm)1308010 以非晶態(tài)硅太陽能電池發(fā)展為例,研發(fā)單晶硅太陽能電池耗資數(shù)十億美元,該

8、電池轉(zhuǎn)化率高,但成本高昂,無法廣泛推廣。1975年開始研發(fā)摻雜非晶硅太陽能電池,轉(zhuǎn)化率不斷提高。如果轉(zhuǎn)化率提高到1012%,就可以代替單晶硅太陽能電池;如果組件成本能夠再降低,就可以與核能相抗衡。金屬玻璃材料也受人矚目,它比一般金屬的強度還要大,例如非晶態(tài) Fe56B56的斷裂強度達到370kgmm-2,是一般玻璃鋼強度的7倍,已接近理想晶體的水平,并具有好于金屬的彈性、彎曲性、韌性、硬度和抗腐蝕性,此外還具有良好的電學(xué)性能。11 由于目前還不能唯一并精確的確定非晶固體中原子的三維排列情況,故只能采用模型方法勾畫可能的原子排布,然后將由模型得出的性質(zhì)與實驗比較,再據(jù)此修改模型,最終確定非晶固體

9、的組成,并由建立的模型來討論非晶態(tài)固體的微觀結(jié)構(gòu)。我們在此只介紹幾種簡單流行的結(jié)構(gòu)模型。 微晶模型 微晶模型的基本思想是:大多數(shù)原子與其最近鄰原子的相對位置與晶體情形完全相同,這些原子組成一百至數(shù)百nm的晶粒。長程有序性消失主要是因為這些微晶取向雜亂、無規(guī)的原因。4. 非晶態(tài)材料結(jié)構(gòu)模型12 硬球無規(guī)堆積模型 建立該模型的做法是將一定容器中裝入鋼球,用石蠟類物質(zhì)固定鋼球之間的相對位置,然后測量出各球心的坐標(biāo),確定堆積密度,由此建立了硬球無規(guī)堆積模型(Model of dense random packing of hard spheres RDPGS)。 其特征是:(1)各向同性相互作用的同種

10、離子在二維空間緊密排列時,總是得到 規(guī)則排列的“晶體”,只有在三維空間中才能做無規(guī)排列,其具有極大的短程密度;(2)無規(guī)密堆模型可以看作是由四面體、八面體、三角柱(可附3個半 八面體)、Archimedes (阿基米德 )反棱柱(可附2個半八面體)以 及四角十二面體等(常稱Bernal 多面體)組成。如果計算其組成中的四面體和八面體,四面體多(86.2%)、八面體少(15.8%), 這是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的重要特征.(3)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)中四面體有錯列型和相掩型2種排列方式,據(jù)此進行的 理 論計算與實驗測得的徑向分布函數(shù)非常接近。 下圖給出Bernal 多面體及2種四面體錯列型和相掩型排列方式。 13 我們

11、知道,制備非晶態(tài)固體就是防止結(jié)晶的過程。從熱力學(xué)來看,物質(zhì)所處狀態(tài)的穩(wěn)定性,決定于熱力學(xué)位能,而對于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的變化,影響熱力學(xué)位能的主要因素是混亂的變化引起的熵變。由于非晶態(tài)的混亂度大于晶態(tài),其自由能也就較高,換言之,非晶態(tài)屬于亞穩(wěn)定態(tài)。對于非晶態(tài),從固態(tài)到液態(tài),一般沒有明顯的熔化溫度,存在一個玻璃化溫度Tg。一般定義玻璃化溫度Tg為粘度相當(dāng)于1013泊時的溫度,這時位形熵最小,幾乎為零。因此只有當(dāng)熔體冷卻溫度在玻璃化溫度時,非晶態(tài)才趨于穩(wěn)定。為防止結(jié)晶發(fā)生,一般要求熔體的過冷度T(T=TmTg, Tm為熱力學(xué)熔點,即粘度接近于零時的溫度)要小。 5. 非晶態(tài)固體的形成規(guī)律 (1)熱力

12、學(xué)規(guī)律14 實踐上,經(jīng)常將無機化合物的Tg作縱坐標(biāo)、Tm作橫坐標(biāo),對畫成一直線,當(dāng)直線Tg/Tm=2/3,形成非晶態(tài)的冷卻速度相當(dāng)于102/s,如用此冷凝速度,在直線上方的物質(zhì)容易形成非晶態(tài),在直線下方的物質(zhì)則難以形成非晶態(tài);若Tg/Tm=1/2,則要使該直線上方的物質(zhì)形成非晶態(tài),冷卻速度要不小于103105/s。 15 最早對玻璃形成進行研究的是塔曼(Tamman),他認(rèn)為玻璃形成時,由于過冷液體成核速率最大時的溫度低于晶體生長速率最大時的溫度。而后發(fā)展了動力學(xué)理論。 一般說,如果IS和U分別表示均勻結(jié)晶過程的成核速率和晶體生長速率, 成核速率越大,生長速率越小,有利于形成? 反之,? 通常

13、,單位時間t內(nèi)結(jié)晶的體積率表示為: VL/V= ISU3t4/3 這時,常以VL/V=10-6為判據(jù),若達到此值,析出的晶體就可以檢驗出;若小于此值,結(jié)晶可以忽略,形成非晶態(tài)。 (2)動力學(xué)規(guī)律16 如前所述,非晶態(tài)固體與晶態(tài)固體相比,從微觀結(jié)構(gòu)講有序性低;從熱力學(xué)講,自由能要高,因而是一種亞穩(wěn)態(tài)?;谶@樣的特點,制備非晶態(tài)固體必須解決下述兩個問題: (1)必須形成原子或分子混亂排列的狀態(tài); (2)必須將這種熱力學(xué)上的亞穩(wěn)態(tài)在一定的溫度范圍 內(nèi)保存下來,使之不向晶態(tài)轉(zhuǎn)變。 基于上述特點,最常見的非晶態(tài)制備方法有液相急冷和從稀釋態(tài)凝聚等,包括蒸發(fā)、離子濺射、輝光放電和電解沉積等,近年來還發(fā)展了離

14、子轟擊、強激光輻照和高溫壓縮等新技術(shù)。 下面我們主要從原理方面介紹幾種方法。 6.非晶態(tài)固體的制備方法一個機理17三個基本體系 非晶制備技術(shù)體系劃分物質(zhì)三態(tài)沖擊波法粒子注入法輻照法溶膠-凝膠法其它現(xiàn)代方法從氣態(tài)制備非晶氣體輝光放電法 電解沉積法濺射法CVDPVD從液態(tài)制備非晶粉末冶金法從固態(tài)制備非晶液體急冷法懸浮熔煉技術(shù)落管技術(shù)低熔點氧化物包裹法181)粉末冶金法 粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結(jié),制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。目前,由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點,它已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。

15、 但它卻是是一種古老的方法。人類早期采用機械粉碎法制得金、銀、銅和青銅的粉末,用作陶器等的裝飾涂料。18世紀(jì)下半葉和19世紀(jì)上半葉,俄、英、西班牙等國曾以工場規(guī)模制取海綿鉑粒,經(jīng)過熱壓、鍛和模壓、燒結(jié)等工藝制造錢幣和貴重器物。1890年,美國的庫利吉發(fā)明用粉末冶金方法制造燈泡用鎢絲,奠定了現(xiàn)代粉末冶金的基礎(chǔ)。到1910年左右,人們已經(jīng)用粉末冶金法制造了鎢鉬制品、硬質(zhì)合金、青銅含油軸承、多孔過濾器、集電刷等,逐步形成了整套粉末冶金技術(shù)。20世紀(jì)30年代,旋渦研磨鐵粉和碳還原鐵粉問世后,用粉末冶金法制造鐵基機械零件獲得了很快的發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)后,粉末冶金技術(shù)發(fā)展迅速,新的生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備、新

16、的材料和制品不斷出現(xiàn),開拓出一些能制造特殊材料的領(lǐng)域,成為現(xiàn)代工業(yè)中的重要組成部分。多種工藝19粉末冶金發(fā)展歷史: 粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造鐵的第一個方法實質(zhì)上采用的就是粉末冶金方法。而現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的發(fā)展中共有三個重要標(biāo)志:1、克服了難熔金屬熔鑄過程中產(chǎn)生的困難。1909年制造電燈鎢絲,推動了粉末冶金的發(fā)展;1923年粉末冶金硬質(zhì)合金的出現(xiàn)被譽為機械加工中的革命。2、 三十年代成功制取多孔含油軸承;繼而粉末冶金鐵基機械零件的發(fā)展,充分發(fā)揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優(yōu)點。3、向更高級的新材料、新工藝發(fā)展。四十年代,出現(xiàn)金屬陶瓷、彌散強化等材料,六十年代末至七十年代初,粉末高速

17、鋼、粉末高溫合金相繼出現(xiàn),利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能制造高強度的零件。 20粉末冶金工藝的優(yōu)點:1、絕大多數(shù)難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。2、由于粉末冶金方法能壓制成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨后的機械加工,故能大大節(jié)約金屬,降低產(chǎn)品成本。用粉末冶金方法制造產(chǎn)品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產(chǎn)時,金屬的損耗可能會達到80%。3、由于粉末冶金工藝在材料生產(chǎn)過程中并不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質(zhì),而燒結(jié)一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何污染,故有可能制取高純度的材料。4、粉末冶金法能保證材料成分配比

18、的正確性和均勻性。5、粉末冶金適宜于生產(chǎn)同一形狀而數(shù)量多的產(chǎn)品,特別是齒輪等加工費用高的產(chǎn)品,用粉末冶金法制造能大大降低生產(chǎn)成本。 216、粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚,消除粗大、不均勻的 鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材 料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料(如Al-Li合金、耐熱Al 合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu) 材料等)具有重要的作用。7、可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非 平衡材料和大塊非晶材料,這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。 8、可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具

19、有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品,如 新型多孔生物材料,多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料 等。9、可以實現(xiàn)凈近形成形和自動化批量生產(chǎn),從而,可以有效地降低生產(chǎn)的 資源和能源消耗。10 、可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原 料,是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。22粉末冶金工藝的基本工序是:1、原料粉末的制備?,F(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類:機械法和物理化學(xué)法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學(xué)法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應(yīng)用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。2、粉末成型為所需形狀的

20、坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯,并使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用最多的是模壓成型。233、坯塊的燒結(jié)。燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結(jié)使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。對于單元系和多元系的固相燒結(jié),燒結(jié)溫度比所用的金屬及合金的熔點低;對于多元系的液相燒結(jié),燒結(jié)溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高于易熔成分的熔點。除普通燒結(jié)外,還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結(jié)工藝。如果在燒結(jié)以后采取急冷的方法,就可以得到非晶材料或者產(chǎn)品。4、產(chǎn)品的后序處理。燒結(jié)后的處理,可以根據(jù)產(chǎn)品要求

21、的不同,采取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。 此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工,取得較理想的效果。24 粉末冶金法制備非晶合金的缺點:1、由于合金硬度高,粉末壓制的致密度受到限制;2、由于燒結(jié)溫度不能太高(600),要在粉末的晶化 溫度以下,因此最終產(chǎn)品的強度往往不及非晶本身的強 度。3、有時采用粘結(jié)成型,粘結(jié)劑的加入會使大塊非晶材料的 致密度強度下降,而且產(chǎn)品的性能與粘結(jié)劑有很大關(guān) 系,這些使得粉末冶金法制備大塊非晶技術(shù)的應(yīng)用不是 很廣泛。25粉末冶金材料和制品的今后發(fā)展方向: 1、有代表性的鐵基合金,將向大體積的精密制品,高質(zhì)量 的結(jié)構(gòu)零部件

22、發(fā)展。 2、制造具有均勻顯微組織結(jié)構(gòu)的、加工困難而完全致密的 高性能合金。 3、用增強致密化過程來制造一般含有混 合相組成的特殊 合金。 4、制造非均勻材料、非晶態(tài)、微晶或者亞穩(wěn)合金。 5、加工獨特的和非一般形態(tài)或成分的復(fù)合零部件。 262)液體急冷法實施原理 將液體以大于105/s的速度急冷,使液體中紊亂的原子排列保留下來,成為固體,即得非晶。要求條件 液體必須與基板接觸良好 液體層必須相當(dāng)薄 液體與基板從接觸開始至凝固終止的時間盡量短 基板導(dǎo)熱性好27 液相急冷是目前制備各種非晶態(tài)金屬和合金的主要方法之一,并已經(jīng)進入工業(yè)化生產(chǎn)階段。它的基本特點是先將金屬或合金加熱熔融成液態(tài),然后通過不同途

23、徑使它們以105108/s的高速冷卻,這時液態(tài)的無序結(jié)構(gòu)得以保存下來而形成非晶態(tài),樣品以制備方法不同,可以成幾微米到幾十微米的薄片、薄帶或細(xì)絲狀。 快速冷卻可以采用多種方法,例如: 將熔融的金屬液滴用噴槍以極高的速度噴射到導(dǎo)熱性好的大塊金屬冷砧上; 讓金屬液滴被快速移動活塞達到金屬砧座上,形成厚薄均勻的非晶態(tài)金屬箔片; 用加壓惰性氣體把液態(tài)金屬從直徑為幾微米的石英噴嘴中噴出,形成均勻的熔融金屬細(xì)流,連續(xù)噴到高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘約2000-10000轉(zhuǎn))的一對軋輥之間(“雙輥急冷法”)或者噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻圓筒表面(“單滾筒離心急冷法”)而形成非晶態(tài)。28實施工藝介紹 噴槍法 將金屬裝入一個底部有

24、小孔的石墨坩堝中,小孔直徑大約1mm,坩堝由感應(yīng)加熱或電阻加熱,使金屬在惰性氣體氣氛中熔化。起初,由于孔徑小,表面張力使得液體金屬不至于下落。然后用沖擊波從上至下使熔體從小孔噴出,打在坩堝下面的一個過冷銅板上(銅板浸在冷液氮中),迅速冷卻成為非晶。 該法的特點是冷卻速率高,所得樣品規(guī)格一般在 102030525mm,形狀不規(guī)則、厚度不均勻且疏松多孔、表面不光滑。29 錘砧法 將熔體落入兩個相對運動而導(dǎo)熱良好的表面之間,受到擠壓后迅速冷卻而成非晶。 特點是制得的非晶薄材厚度均勻、表面光滑、致密度高,但冷卻速率不及噴槍法(105106/s),不能連續(xù)生 產(chǎn),效率低。 可與噴槍法相結(jié)合,優(yōu)點多而克服

25、了互相的缺點。30 離心法 將少量合金裝入一個底部有小孔的石英管內(nèi),用高頻感應(yīng)爐或管式爐使之熔化后,隨即將石英管降至一個高速旋轉(zhuǎn)的圓筒中,并用高壓氣體迫使熔體從小孔流出,噴到圓筒內(nèi)壁。緩緩提升石英管,可得到螺旋狀的非晶條帶。 特點:冷卻速率一般(106/s)、材料表面精度高,材料取出難(離心力使得與壁面結(jié)合緊密)離心法示意圖31 壓延法 又“雙輥法”,熔化的金屬從石英管底部的小孔噴射到一 對高速旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)熱良好、 表面光滑的輥子之間。 該方法工藝要求苛刻: a. 射流穩(wěn)定,要有一定長度 b. 射流方向要準(zhǔn)確 c. 流量與輥子轉(zhuǎn)數(shù)要相配合 d. 輥子材料要硬度好、耐蝕、導(dǎo)熱性好 所得非晶材料兩面光滑、厚度均勻、強度好,冷卻速率一般(106/s) 。雙輥法示意圖323)PVD法4)CVD法 5)濺射法將樣品先制成多晶或研成粉末,壓縮成型,進行預(yù)澆作為濺射靶。在真空或充氬氣的密閉空間,用各種不同的工藝將靶材中的原子或離子以氣態(tài)形式離解出來,然后使它們無規(guī)則地沉積在冷卻底板上,從而形成非晶態(tài)。方法與前面相同,不同之處是:熱的沉積空間,過冷的基片或工件。真空在10-10乇(主要用于制備非晶態(tài)金屬、半導(dǎo)體和金屬薄

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