锆基非晶合金的制备方法

　　锆基非晶合金的非晶形成能力较大，较易得到块体非晶，采用何种方法制备非晶，主要考虑其后续研究的需要。

　　锫基非晶合金制备方法有多种，主要有：

　　1)水淬法，将合金铸锭装入抽真空并密封的石英玻璃管中熔融后淬入加NaCl的冰水中；

　　2)铜模浇铸法，将熔融的锫基合金涛入铜模(有的通有冷却水以加强冷却)型腔中可得到棒状非晶；

　　3)射流成型法，将液态母合金在压力的作用下直接喷射进入强水冷铜模型腔中；

　　4)自蔓延合成法，将多元粉末压坯采用连续CO₂激光器在一端进行点火，引发自蔓延反应；

　　5)吸铸法，将液态合金在真空吸力的作用下吸入到水冷铜模型腔中，依靠水冷铜模的强冷却作用制备块体锆基非晶；

　　6)渗流铸造法，将锆基合金与细钨丝一起置于抽真空(1×10^-3Pa)的石英管中，在熔点+240K的温度下加热熔化母合金，使金属液充分渗入到钨丝中后，再在饱和盐水中快速淬火，可制得钨丝增强的非晶复合材料；

　　7)铜板冷却法，将液态合金直接滴到冷却铜板上制得锆基非晶，该法的冷却速度约为10K/s；

　　8)机械合金化法，将元素粉末按比例混合，在高纯氩气的保护下在球磨机中进行机械合金化制备非晶态合金；

　　9)熔体单辊急冷法，将液态合金从坩埚的喷嘴中喷到旋转冷却辊上，熔体在接触辊表面凝固成非晶态薄带，该法的冷却速度相当高，达10⁸K/s；

　　10)高能中子束辐射法，将锆基合金直接用高能中子束进行辐照而得到非晶态合金；

　　11)激光熔覆法，将元素粉末覆盖于铝或钛等基体表面，用激光将基体表面的元素粉末熔化，随基体快速导热冷却得到非晶层；

　　12)定向凝固法，是一种可以获得连续凝固大体积非晶的方法，当样品直径在20mm以下时，定向凝固速率保持适中，锆基合金的冷却速率约为100K／s，可得到锆基非晶。

　　采用不同的制备方法，锆基合金的冷却速度各异，一般说来，所制备的样品体积越大，其凝固的冷却速度越小，样品的体积与其凝固的冷却速率两者很难兼得。

　　锆基非晶合金的实际应用

　　锆基非晶合金具有特殊的回弹与振动性能，能够传递99%的能量到球上，锆基非晶高尔夫球头已实用化。美国宇航局在2001发射的“起源号”宇宙飞船上安装了用Zr-Cu-Al-Ni块体非晶合金制成的太阳风搜集器，以研究太阳外层空间中陨星、彗星、月亮等行星气氛的化 学进化。

　　锆基非晶合金的潜在应用

　　锆基非晶合金具有高的抗拉强度、高的弹性能、高的冲击断裂性能、高的耐腐蚀性能、好的延展性、优异的固有低频振动阻尼性能、高的电催化活性，添加铁后具有良好的磁性能。锆基非晶合金具有良好的动态压缩性能以及正应变率效应，可以提高非晶材料弹丸侵彻装 甲钢板的性能。在动态冲击作用下发生沿45°方向的剪切断裂，使穿甲弹头具有自锐性。用锆钨非晶／晶体复合材料做成的穿甲弹头可以达到很高的密度、很高的强度和模量，弹头有自锐效应，还具有贫铀弹头的高绝热剪切敏感性，环境相容性好，是制造穿甲弹的“绿 色”材料，有望在穿甲弹弹芯上得到应用。锆基非晶合金有望在体育器材上，如：滑雪、棒球、滑冰、网球拍、自行车和潜水装置等许多项目中得到应用。随着对纳米晶增强锆基非晶合金机理的了解，锆基非晶合金在结构材料上得到了广泛应用。在电极材料、电子、仪 器仪表等工业也有应用前景。