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一、何謂非晶合金材料?

一般金屬材料都是由許多細小的晶粒組成，在晶粒內部，原子成規則地排列。非晶材料，顧名思義，就是指非結晶狀態的材料。非晶態合金通常採用冷卻速度大約每秒一百萬度的快速凝固技術，將熔融的鋼水一次成型為厚度小於50㎜的非晶帶材或直徑小於200㎜的非晶絲材。所謂非晶態是指急冷凝固過程使金屬來不及結晶，原子排列保持液態金屬的長程無序狀態。

二、非晶合金材料製備過程

圖1為非晶合金帶材的平面流鑄帶過程，熔融的鋼水通過一個有狹縫的噴嘴澆鑄在高速旋轉的水冷銅輥圓周表面，在極短時間內凝固成薄帶，並被剝離、抓取和卷取，最後獲得非晶帶卷。

圖1 非晶合金帶材的製備過程示意圖

圖2為非晶合金絲材的內圓水紡製備過程，在高速旋轉的鼓輪內加入冷卻水，在離心力的作用下，冷卻水在鼓輪內壁形成環形水池，並隨鼓輪同步旋轉，熔融鋼水通過坩堝的底部圓孔順流噴入水中，快速凝固成連續的圓截面非晶絲材。

圖2 非晶合金絲材製備過程示意圖

三、非晶合金材料主要特點及其應用

與結晶態材料相比，非晶材料在物理、化學及機械性能方面發生了顯著的變化，說明如下：

（1） 機械性能

非晶態合金的強度、韌性和耐磨性明顯高於普通鋼鐵材料。例如，拉絲後纖維化的非晶態鐵鉭矽硼合金線材，拉伸強度高達400㎏/㎜2，為鋼琴絲的1.4倍，為一般鋼絲的10倍，可利用此一特點來製作高爾夫球棍、釣竿等。用非晶態材料和其他材料可以製備成複合材料，也可以單獨製成耐磨器件，日常生活中接觸的非晶態材料已經很多，如採非晶態合金製備的高耐磨音頻視頻磁頭在高檔錄音、錄影機中被廣泛應用。

（2） 電磁性能

在電子技術中，非晶態合金以其高效、低損耗、高導磁等優異的物理性能有力促進了電子元器件向高頻、高效、節能、小型化方向的發展，並可部分替代傳統的矽鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料。可以預測，在未來的電子技術中非晶態合金將佔據十分重要的位置。因而，非晶態合金又被稱為跨世紀的新型功能材料。

在電力技術中，採用非晶態合金作為鐵芯材料的配電變壓器，其空載損耗可比同容量的矽鋼芯變壓器降低60％～80％。美國通過使用這種變壓器每年可節約近50×109KWH的空載損耗，節能產生的經濟效益約為35億美元。同時，減少電力損耗也就降低了發電的燃料消耗，從而減少了諸如CO2、SO2、NOx等有害氣體的排放量。因而，非晶態合金又被譽為綠色環保材料。

（3） 化學性能

非晶態合金對某些化學反應具有明顯的催化作用，可以用作化工催化劑；某種非晶態合金通過化學反應可以吸收和釋放出氫，可用作儲氫材料。由於沒有晶粒和晶界，非晶態合金比結晶態合金更加耐腐蝕，成為化工、海洋等一些易腐蝕環境中應用設備的首選材料。