冷静液机械压制成形的块体Al85Ni10Ce5非晶合金复合材料

Al基块体非晶合金因具有比晶态合金优异的力学、物理与化学性能备受人们关注,但Al基块体非晶合金具有很低的玻璃形成能力,铜模铸造法制备Al基块体非晶合金的玻璃临界尺寸明显低于其他合金体系,使得其试     

大激活熵是触发非晶合金记忆效应的关键

非晶/玻璃等非平衡态材料在能量驱动下会逐渐“老化”（ageing），体积和能量状态逐渐降低，这是非平衡态材料的本征特征之一。不同于“老化”的自然演化规律，记忆效应是指非晶合金经历先低温再高温两步退火时，焓或体积会先增加而后降低至平衡态。如果材料或体系达到热平衡态，初态和历史的记忆将被彻底遗忘。半个世纪以来，人们对记忆效应的理解局限于诸如Tool-Narayanaswamy-Moynihan（TNM）模型等唯象层面，对其物理起源仍不清楚。通过研究非晶合金在单步和两步退火中的弛豫规律，发现非晶合金中存在从β弛豫向α弛豫的等温转变现象，并进一步发现大激活熵是触发记忆效应的关键。这些结果对理解玻璃等非平衡态材料的物理本质和精准调控其性能具有重要意义。     

铈基块体金属玻璃的研究进展

Ce基块体金属玻璃是中国科学院物理研究所首先开发出来的具有自主知识产权和独特性能的非晶合金体系. 主要介绍该材料的开发和相关的研究进展, 包括其合成、基本特性、物理性能及潜在的应用. 对目前国际上该合金的研究情况和进一步的研究方向也进行了分析.     

Cr73.7(Fe0.83Mn0.17)26.3合金磁性的研究

当Fe浓度在18≤x≤25范围内时,Cr_(100)-x_Fe_x合金从顺磁经铁磁态重入自旋玻璃态.重入自旋玻璃态的机制目前主要用以下两种非常不同的物理图象来描述.一种用Hecssen- berg自旋玻璃的平均场理论得出:系统在T_c下产生了共线的铁磁相.但在温度T_(xy)下,每个自旋的横向(xy)分量随机地冻结在xy平面上.这样一个系统可以看作在z方向纵向的铁磁性,而在xy平面上是自旋玻璃态.另一种图象是,有限、无限大团簇在渗透浓度上共存.铁磁相自然是由无限大团簇产生的.但由于有限大团簇的存在,这些有限大团簇在一定温度下可以与无限大团簇成反铁磁耦合,从而破坏了无限大团簇,导致了自旋玻璃态的产生.由于Cr-Fe合金中反铁磁交换相互作用较弱,实验中在18(?)x浓度范围内未能观察到反铁磁耦合的存在.在Cr-Fe合金中加入少量的金属Mn可以大大提高合金的Nair温度.在Cr-Fe-Mn合金为研究系统中铁磁、反铁磁交换相互作用的竞争,进而弄清该合金重入自旋玻璃态的机制提供了可能性.本实验利用M(?)ssbauer谱,磁测量等手段对Cr_(73.5)(Fr_(0.83)Mn_(0.17))_(26.3)合金的磁性进行了研究.     

中国科学家研制出室温超大塑性大块金属玻璃

长期以来，探索同时具有高强度和大塑性的金属合金材料一直是材料领域追求的目标．一般而言，材料的强度遵循着这样的规律：越小越强，即组成材料的晶粒尺寸越小，材料的强度越高．这个规律的最终极限是每个晶粒仅包含一个原子——原子排列长程无序的玻璃态材料．事实上，通过快速凝固的现代冶金方法制备的大块金属玻璃（也称非晶态合金），其强度接近于Frenkel理论强度极限，即剪切模量的十分之一．然而，似乎高强度和大塑性是无法共存的．     

非晶合金“拉伸转变区”模型

非晶合金是熔体深度过冷至玻璃态转变,结构发生突然"冻结"而形成的玻璃态固体.在远低于玻璃转变温度,非晶合金的宏观断裂通常由塑性变形局部化剪切带诱导.尽管非晶塑性机理还未完全揭示,但普遍认为剪切带模式的裂尖塑性流动源于材料内部原子集团的局部剪切重排,即"剪切转变区(shear transformation zone,STZ)"事件.但是,越来越多的工作表明,非晶合金的断裂并非总是由剪切带诱导,而呈现脆性的拉伸正断,并涌现出一种新的断裂面斑图:纳米周期条痕.针对这一全新的断裂能耗散过程,我们在2008年提出了非晶合金的"拉伸转变区(tension transformation zone,TTZ)"模型.本文将简要介绍非晶合金"拉伸转变区"模型的提出、内涵本质、激活条件、原子模拟和韧脆转变实验验证等,并对该模型的未来发展进行评述.     

玻璃态物质的本质

玻璃自古以来便被不断使用,当今仍然是人类生活中无处不在、不可或缺的最有价值材料之一.然而,由于玻璃态物质是一种与固体、液体不同的介稳态物质,处于复杂的多体相互作用体系,玻璃态物质的本质一直是凝聚态物理中最富挑战的谜题之一.Science在创刊125周年之际将"玻璃态物质的本质是什么"这一问题列为125个最具挑战性的科学前沿问题之一.本文综述了玻璃态转变过程中的热力学和动力学变化规律、玻璃态形成的物理机制和理论预测、玻璃态的结构假说等玻璃态物质研究的焦点和难点,讨论了当前的研究进展并展望未来的研究方向,以期增加人们对玻璃态物质本质的新认识,为玻璃态物质的后续研究提供借鉴.     

中国科学家在大块非晶材料领域的新进展

块体金属玻璃是通过现代冶金的方法, 抑制合金熔体的形核和长大, 保持液态的长程无序结构, 从而获得具有与玻璃类似结构的合金材料(称之为非晶化或玻璃化). 因而, 块体金属玻璃是兼有液体和固体、金属和玻璃特征的金属合金材料. 它具有许多独特、优异的物理、化学性能. 研究发现, 几乎所有的物质都可以被玻璃化, 但使金属合金玻璃化是最困难的, 因为金属合金的形核和长大过程非常快, 很难控制[1,2]. 因此, 虽然玻璃材料的制备和发展历史已有几千年, 但金属玻璃的历史只有几十年. 而且由于金属玻璃具有非同寻常的力学、物理和化学性能, 自它诞生以来就受到人们的广泛重视. 短短的几十年间, 金属玻璃已经在很多领域得到广泛应用. 同时, 金属玻璃材料的出现拓展了凝聚态物理的研究内容和视野, 金属玻璃为研究很多凝聚态物理问题提供了模型材料, 玻璃物理或非晶态物理已成为材料和凝聚态物理领域的前沿课题之一.     

金属铝中Si点缺陷的第一原理研究

点缺陷是固体中最简单的一种缺陷,然而固体的许多物理和机械性质都敏感于点缺陷的存在。另外,固体中的其他各种对材料性质起决定作用的缺陷,如线缺陷、面缺陷和空洞等都受到与点缺陷的相互作用的影响。因此,详细地研究点缺陷的性质对理解材料的微观和宏观性质都有重要作用。由于金属铝及其合金在航空航天和电子工业上的重要性,对铝及其合金的研究受到了很大的重视。硅是铝中最重要的杂质缺陷之一。铝-硅合金也是最重要的商业化合金之一(当加入0.01％(重量分数)Na时)。这种合金的微结构和机械性质在少量外来原子加入后得到了很大的改善。     

微晶玻璃

微晶玻璃是五十年代发展出来的、具有优异性能的新型硅酸盐材料。从它的生产工艺来看,应该叫它玻璃,因为它和普通玻璃的制造方法相同;但从最后制得的产品来看,它是一种多晶的不透明物质,在大多数情况下又非常象陶瓷。实际上,它是用玻璃工艺方法制得的陶瓷,所以又叫做玻璃陶瓷。人们熟知,玻璃是一种非晶态固体,或称为玻璃态物质。从热力学观点出发,它是一种亚稳态,较之结晶态具有较高的内能,在一定的条件下可转变为结晶态。但从动力     

关于玻璃态物貭結构及性貭的若干問题

在各工业部門及科学技术領域中。玻璃态物貭已成为极其重要的材料。它不仅在建筑工业、化学工业、光学及电子学工业中获得广泛应用,而且近来在一些新的技术领域中,如原子能和导弹技术中,也較普遍地采用玻璃态材料。     

0.5Na_2O·B_2O_3玻璃的~(11)B变温核磁共振研究

将NMR方法运用于玻璃结构的研究已经取得了很大的进展。近年来也有文献报道运用变温NMR技术研究玻璃的熔体结构,但局限于单一组分玻璃,如B_2O_3,SiO_2玻璃等。 Bray等曾用NMR方法研究了RNa_2O·B_2O_3玻璃态结构,认为R=0.5时玻璃的基     

金属玻璃

有那么一种材料,结构很象玻璃,而成分主要是金属,这就是所谓非晶态合金,又名“金属玻璃”。初看上去,这种玻璃与大家熟知的硅酸盐玻璃没有什么相似之处,例如,它们中的大多数不是脆性的,且不为可见光所透射。可是,就其微观结构而言,它们明     

无序材料中的待解之谜——金属玻璃研究进展

金属玻璃是1960 年被发明的新材料,多年以来被各国科学家广泛而深入地研究。与相应的晶态合金相比,这种材料展现出非常独特的力学与物理性能,使之在多个领域都有广阔的应用前景。同时,金属玻璃作为结构无序材料中一类相对简单的代表体系,是研究非晶态物理的一个比较理想的材料模型。解决金属玻璃中的基本科学问题,比如它的结构表征、形变机理、玻璃转变、玻璃形成能力等,不仅可以促进金属玻璃本身的应用,而且也将推动整个凝聚态物理学的发展。     

金属玻璃的过去、现在和未来

金属玻璃(又称非晶合金)是一类原子结构长程无序、短程有序的金属材料。它是通过急冷、高压、强变形、先进制造等现代技术工艺以及熵或序调控理念合成的，兼具金属、玻璃、液体、固体和软物质等物态特性的新型金属材料，也是玻璃家族的新成员。金属玻璃突破了金属材料原子结构有序的固有概念，颠覆了传统金属材料从成分和缺陷出发设计和制备的思路，把金属材料的强度、韧性、弹性、抗腐蚀、抗辐照等性能指标提升到前所未有的高度。它对金属材料的研发、结构材料、绿色节能、磁性材料、催化、信息等领域产生深刻的影响，同时催生了准晶、高熵合金、复杂合金、高熵金属玻璃、非晶基复合材料等新金属材料体系，彻底改变了古老金属和玻璃领域的面貌。金属玻璃的发明和研究虽然只有不到百年历史，但已经在军工航天等高技术、绿色节能、信息电子器件、催化、防腐等领域有广泛的应用，也为研究材料科学、凝聚态物理、复杂体系中一些重要科学问题提供了独特的模型体系，并成为凝聚态物理的一个重要分支学科。文章回顾了近百年来金属玻璃研究和研发的历程，分析了当前该领域的前沿科学问题、发展方向、重要进展、机遇和挑战，以及在高新技术领域的应用，并探讨了金属玻璃及其相关领域如地外玻璃的发展前景。     

金属玻璃的过去、现在和未来

金属玻璃(又称非晶合金)是一类原子结构长程无序、短程有序的金属材料。它是通过急冷、高压、强变形、先进制造等现代技术工艺以及熵或序调控理念合成的，兼具金属、玻璃、液体、固体和软物质等物态特性的新型金属材料，也是玻璃家族的新成员。金属玻璃突破了金属材料原子结构有序的固有概念，颠覆了传统金属材料从成分和缺陷出发设计和制备的思路，把金属材料的强度、韧性、弹性、抗腐蚀、抗辐照等性能指标提升到前所未有的高度。它对金属材料的研发、结构材料、绿色节能、磁性材料、催化、信息等领域产生深刻的影响，同时催生了准晶、高熵合金、复杂合金、高熵金属玻璃、非晶基复合材料等新金属材料体系，彻底改变了古老金属和玻璃领域的面貌。金属玻璃的发明和研究虽然只有不到百年历史，但已经在军工航天等高技术、绿色节能、信息电子器件、催化、防腐等领域有广泛的应用，也为研究材料科学、凝聚态物理、复杂体系中一些重要科学问题提供了独特的模型体系，并成为凝聚态物理的一个重要分支学科。文章回顾了近百年来金属玻璃研究和研发的历程，分析了当前该领域的前沿科学问题、发展方向、重要进展、机遇和挑战，以及在高新技术领域的应用，并探讨了金属玻璃及其相关领域如地外玻璃的发展前景。     

非晶态CoFeNiNbSiB软磁薄膜的制备和性能

钴基非晶合金薄膜是一种优良的软磁材料,它具有非常高的磁导率和极为优良的高频特性,是制做薄膜磁头,薄膜电感的理想材料,已受到人们的很大重视。在钴基非晶合金中加入Nb,可以提高材料的物理特性,提高晶化温度,改善材料的温度稳定性。CoFeNiNbSiB非晶薄带是一种性能十分优良的软磁材料,它的磁致伸缩系数近于零,具有优良的软磁特性及     

Co基非晶薄膜旋转场热处理

引言 非晶态磁性材料具有高电阻率、高磁导率、低矫顽力、低损耗以及耐磨损、耐腐蚀等优异特性。尤其是Co基非晶薄膜磁导率高频特性优于坡莫合金,是一种理想的薄膜磁头材料。但是制备态的非晶膜存在很大的内应力,σ约为10~9～10~(10)dyne/cm~2,即使对λ_s为10~(-7)的Co基膜,其应力各向异性K_σ仍有10~2—10~3erg/cm~3。再加上由于材料成分、密度涨落,原子偏聚,指向有序化造成的内部结构各向异性,表面形貌不平产生的表面各向异性,使制备态样品     

中国科学家研制出室温超天塑性大块金属玻璃

长期以来,探索同时具有高强度和大塑性的金属合金材料一直是材料领域追求的目标.一般而言,材料的强度遵循着这样的规律:越小越强,即组成材料的晶粒尺寸越小,材料的强度越高.这个规律的最终极限是每个晶粒仅包含一个原子--原子排列长程无序的玻璃态材料.     

非晶态CoFeNiNbSiB溅射薄膜的磁性

含Nb的钴基非晶合金薄膜具有很高的磁导率,优良的频率特性、极低的磁致伸缩系数、较高的晶化温度、损耗低、耐磨损和耐腐蚀等优良特性,是制作薄膜磁头和薄膜电感的理想材料,但制备态的非晶膜存在很大的内应力,加上内部结构各向异性以及表面形貌不平产生的表面各向异性,使得制备态样品膜磁性并不优良,经过磁场热处理后提高了磁导率,降低了磁损耗,磁性能得到较大的改善。 我们系统研究了磁场热处理前后样品膜在不同磁化条件下磁性能的变化,并对其机理进行了讨论。