4.3 无机熔体与玻璃(11)

    4.4.2 非晶态合金的结构模型

    常见的非晶合金的结构模型有两种。一是“微晶”无序模型，如图4-28(a)所示。持这种观点着认为，非晶结构中只有尺寸很小的、不超过1～1.9nm的微晶粒，所谓“微晶”不同于一般的晶体，而是带有晶格变形的有序区域，在“微晶”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大，“微晶”分散在无定形介质中。二是拓扑无序模型，如图4-28(b)所示。持这种观点者认为非晶合金可以看作是一些均匀连续的、致密填充的、混乱无规的原子硬球的集合，即不存在微晶与周围原子为晶界所分开的情况，在堆垛中没有容纳另一球的孔洞，同时，在相隔5个或更多球的直径范围内，球的位置之间仅存在微弱的相关性。由于根据第二种模型所计算的结果与某些非晶合金实测结果（如RDF）相比，其一致性优于第一种模型，目前第二种模型应用更为普遍。
   4.4.3 非晶合金的特性

    非晶合金材料是一类新型的非晶材料，与普通晶态金属材料相比，非晶合金材料在力学、物理学、化学性质和机械性能等方面都发生了显著的变化。其新的奇异性能主要在以下几方面。
非晶合金的特性主要包括：
    ①非晶合金具有比普通金属更高的强度。在普通金属中普遍存在位错，而位错在外加应力的作用下很容易运动，这是金属强度远低于其理论值的原因。有的研究者认为位错是具有周期性点阵结构的晶体中的一种特有缺陷，在非周期性构造的非晶合金中不应存在位错。在非晶合金中不存在普通金属中存在的晶界，非晶合金的高强度可能与此有关。表 4-4列出了一些非晶态合金的屈服强度、弹性模量等性能，并与其他超高强度材料作对比，可见它们已达到或接近这些超高强度材料的水平，但弹性模量较低。
    非晶态合金因其结构呈长程无序，故在物理性能上与晶态合金不同，显示出异常情况。非晶合金一般具有高的电阻率和小的电阻温度系数，有些非晶合金如Nb-Si-B、Mo-Si-B、Ti-Ni-Si等，在低于其临界转变温度可具有超导电性。目前非晶合金最令人瞩目的是其具有优良的磁学性能，包括软磁性能和硬磁性能。非晶合金是理想的软磁材料，其软磁特性明显地优于现在广泛使用的普通软磁合金。含铁和钴等元素的非晶合金有特别的的矫顽力，很容易磁化或退磁 且涡流损失少，是极佳的软磁材料。其中代表性的是Fe-Si-B合金。
    ③非晶合金比普通金属具有更强的耐化学腐蚀能力。例如，Ni-P非晶合金在硝酸中耐腐蚀性能是纯Ni的1000倍。不锈钢在盐酸溶液中会发生晶界腐蚀，并出现坑蚀，但对非晶合金的盐酸溶液中几乎完全不被腐蚀。显然这是由于多晶金属位错露头处及晶粒间界处的原子往往有较高的能量，所以在这些地方将被择优侵蚀。而在非晶合金中由于不存在位错或晶界，因而其化学反应活性较低。
（本节完，本章完）