锆基非晶合金：力学与耐腐蚀性能研究

本文是关于锆基块体非晶合金力学性能的研究进展的论文，发表于2011年《上海有色金属》第32卷第2期。作者包括陈延、黄文军、尚沙沙、杨芳和寇生中，他们在兰州理工大学的甘肃有色金属新材料省部共建国家重点实验室工作。文章探讨了锆基非晶合金的形成机制，并重点综述了其力学性能和耐腐蚀性能。 正文: 非晶态合金，也称为无定形金属或非晶金属，是一种由快速冷却形成的金属或合金，其原子结构缺乏典型的晶体结构。锆基块体非晶合金因其独特的非晶形成能力而备受关注，它能够在相对较低的冷却速率下形成非晶态，这使得工业化生产变得更加可行。 锆基非晶合金的形成机制涉及多个因素，包括成分选择、原子尺寸差异、短程有序以及冷却速度。锆与某些元素如硼、硅、钛、铝等的配合可以增加非晶形成能力。这些元素的添加可以促进原子间的不规则排列，避免长程有序的晶体结构形成，从而有助于非晶态的稳定。 在力学性能方面，锆基非晶合金表现出一系列优异的特性。其高强度使得它在承受高负荷环境下依然保持结构稳定性。超塑性是指材料在特定条件下可实现非常高的应变而不破裂，这为加工成复杂形状提供了可能。高弹性意味着锆基非晶合金在受力后能很好地恢复原状，这对于振动吸收和结构稳定性至关重要。此外，高硬度和高耐磨性使得该材料在耐磨部件和涂层应用中具有优势，能够抵抗机械磨损和划痕。 耐腐蚀性是锆基非晶合金的另一大亮点。由于其非晶态结构的均匀性，腐蚀通常发生在表面，而不是在晶界处，因此其抗腐蚀性能显著优于多晶合金。这对航空航天、海洋工程和化学工业等领域中需要长时间暴露在恶劣环境下的部件来说，是一个巨大的优势。 锆基块体非晶合金因其独特的非晶形成能力、出色的力学性能和耐腐蚀性，被广泛认为是一种极具潜力的新型材料。随着对其形成机制的深入理解以及新材料设计技术的发展，预计锆基非晶合金将在未来的工程应用中发挥更大的作用，例如在航空航天、汽车制造、医疗器械和能源设备等领域。未来的研究方向可能包括优化合金成分、探索新的制备工艺以进一步提升其性能，并在实际应用中验证其长期稳定性。