1、 论非晶的形成、参数及设计方法综述论文关键词 非晶能力参数设计方法 论文摘要不同的非晶合金体系其非晶能力不同，衡量非晶合金的能力的参数：过冷液相区、约化玻璃转变温度、电子浓度、原子尺寸。在描述合金非晶能力的参数中，过冷液相范围 T论文关键词 非晶能力参数设计方法 论文摘要不同的非晶合金体系其非晶能力不同，衡量非晶合金的能力的参数：过冷液相区、约化玻璃转变温度、电子浓度、原子尺寸。在描述合金非晶能力的参数中，过冷液相范围 Tx 和约化玻璃转变温度 Trg 是两个最最常用的参数，然而在应用过程中，仅用这两个参数并完全解释所的实验。于是，用来表征合金非晶能力的参数被相继。 一、引言 1989 年，I
2、nue 等人首次 g-u-Y，La-Al-T(T=Ni，u，Fe)合金系列的过冷液相区，并采用低压铸造将其制备成非晶棒和非晶板。随后，Inue 等人又高非晶能力的合金系列，如 Zr-Al-T，Zr-Ti-Al-T、Zr-Ti-T 等。1993 年，Peker 等首次报道了Zr-Ti-Ni-u-Be 大块非晶，此后其最大尺寸已达 30。而 Pd-Ni-u-P 非晶合金的报道尺寸为 72。这说明不同的合金系非晶能力是不同的，这就需要参数来衡量不同合金系非晶能力的大小。，用来表征合金非晶能力的参数有过冷液相区温度 Tx、约化玻璃转变温度 Trg、临界冷却速度 R、试样的最大尺寸 Zax 和表征合金玻
3、璃能力参数 (dedSixT/H 记作)，参数都需要预先制备出非晶样品，当然还有从合金物理结构上考虑的参数，也包含了需要试验测定的参数。 二、非晶合金的 玻璃能力(GFA)的因素有:合金中原子的键合特征、电子结构、原子尺寸的大小、各组元的含量、合金的热力学性质的晶态结构等。说来，某种物质对应的晶体结构很，原子之间的键合较强，并且有特定的指向，其玻璃结构在动力学上要容易。Inue 总结了三条实验规律:(1)合金由三种组元组成。 (2)各组元原子尺寸差别，大于 10%。(3) 三个组元负的混合热。从液晶到非晶态，原子结构几乎不。各组成元素之间大于 10%的原子尺寸差异和负的混合热。能够紧密随机堆垛
4、结构，能够增大固液界面能，抑制结晶形核，也增大了长程范围内原子的重排性，抑制了晶体的生长。还没于非晶的完整理论来合金成分设计和预测非晶能力，主要靠实验一步一步地和。附表给出了大体积非晶合金的元素组合。 三、表征非晶能力的参数 理论上，只要温度足够高，冷却速度足够快，使得原子来不及扩散，几乎所合金都能制备成非晶态合金。 ，事实上并所非晶只要该条件就能制备。有些非晶合金需要在缓冷的条件下制得。 （一）过冷液相区Tx 过冷液相区Tx=TxTg，Tx 为晶化温度，Tg 为玻璃转变温度。Tx 表示当非晶合金被加热到高于玻璃转变温度 Tg 温度时，其反玻璃化的趋势，这是检验非晶合金热稳定性的指标。Inue
5、 大的Tx 意味着过冷液相区较宽的抑制结晶温度区，这就合金大的玻璃能力。 Tx 越大，热稳定性越好，越易非晶合金。这不代表所情况，有些非晶能力的合金却小的Tx 值。甚至非晶的能力与Tx 之间不的。 ，Tx 并地表征非晶能力。 （二）约化玻璃转变温度Trg Turnbull 的约化玻璃转变温度 Trg=Tg/T，Lu 等人在约化玻璃转变温度 Trg=Tg/T 的基础上了约化玻璃转变温度的表示，即 Trg=Tg/Tl，Tg 为玻璃转变温度，T 为熔化温度，Tl 为熔化结束温度（即液相线温度） 。实验证明 Trg 值可以的表征非晶的能力，Trg 值增大，非晶能力也增高。理想的深共晶成分合金来说 Tg
6、/T 与 Tg/Tl 差别不大，但某些强非晶能力的合金成分并不位于深共晶点附近，Tg/T 与 Tg/Tl 的值差别就会。Lu4等 Tg/Tl 比 Tg/T 能的体现非晶的能力。 四、非晶能力及成分设计的方法“混乱”原则和“BP 神经络” （一）“混乱”原则 Greer 非晶态合金成分设计的 “混乱”原则，随合金组元数目增多及组元原子半径差增大，合金的玻璃能力。Egai 发展了“混乱”原则。他将拓扑学理论应用到多元块体非晶态合金得出了有利于块体非晶的四个条件：组元的原子尺寸比；组元的数目；大、小原子间的作用；在小原子间引入排斥作用。 “混乱”原则玻璃的内在原因在于增大了结晶阻力，了结构致密度14
7、 ，并降低了合金熔点。 从热力学上讲，过冷液相与晶体相之间的 Gibbs 自由能差 G 越小，越有利于非晶相的。G=H-TS，降低熔化焓H，熔化熵S，均使 G 减小。S 与系统的微观状态数成正比，故组元数可以S 并增大原子无序密堆排列的程度。原子无序密堆排列程度的有利于减小H 并液固界面能4 。 ，组元数目可降低结晶驱动力G，玻璃能力。 （二）BP 神经络 近几年，人工神经络的发展也为非晶能力了方法。人们神经络可以对材料组分及性能间非线性关系。神经络是人工神经络的简称（ArtifiialNeuralNetrksANN）是模仿生物神经的结构与功能所构造的人工智能系统。神经络很强的容错性的联想记忆
8、能力，使得神经络在领域的应用。近几年来，大多选用误差逆传播（Bak-PrpagatinNetrk，简称 BP）络对材料设计和性能预测。BP 属于向前络，是典型的有导师学习机制。它只需要对输入数据和输出数据训练学习，就可以对输入输出某种内在，从而预测。这就节省了的实验摸索，可以依据预测结果有选择的试验验证，节省了，了。 五、结语 综合上述分析不难看出，过冷液相范围 Tx 和约化玻璃转变温度Trg 是非晶中应用最为的两个用以描述合金非晶能力的参数。然而实验过程中的新，仅用这两个参数圆满的解释。于是用以表征合金非晶能力的新参数相继。新参数都在某一或某些合金系的性，但也的局限性。 ，实验过程中新的，寻求能够表征不同合金非晶能力的新参数就非晶合金中需要迫切解决的问题。 参考文献 1王焕荣、石志强、滕新营、闵光辉、叶以富，合金非晶能力的进展J，功能材料，2002，33(4)，357-359 2王清，团簇线判据及 u-ZrHf 基三元块体非晶合金D，大连，大连理工大学，董闯， 2005-09 3贺自强、王新林、全白云，块体非晶态合金的成分设计准则及玻璃能力的表征J，材料热处理学报，2006 ，27（1） ，28-33
