4.4非晶制备技术教案.ppt

* ④ 压延法 又“双辊法”，熔化的金属从石英管底部的小孔喷射到一 对高速旋转、导热良好、 表面光滑的辊子之间。 该方法工艺要求苛刻： a. 射流稳定，要有一定长度 b. 射流方向要准确 c. 流量与辊子转数要相配合 d. 辊子材料要硬度好、耐蚀、导热性好 所得非晶材料两面光滑、厚度均匀、强度好，冷却速率 一般（106℃/s） 。 双辊法示意图 * 3）PVD法 4）CVD法 5）溅射法 将样品先制成多晶或研成粉末，压缩成型，进行预浇作为溅射靶。在真空或充氩气的密闭空间，用各种不同的工艺将靶材中的原子或离子以气态形式离解出来，然后使它们无规则地沉积在冷却底板上，从而形成非晶态。 方法与前面相同，不同之处是：热的沉积空间，过冷的基片或工件。真空在10-10乇（主要用于制备非晶态金属、半导体和金属薄膜等。 * 6）溶胶-凝胶法 制备的非晶尺寸均匀、颗粒细小。前面的反应原理同前面薄膜制备技术中。即先由金属与醇类反应，醇氧化物分子中的有机基团与金属离子通过氧原子键合得到金属的醇氧化物。醇氧化物一方面可溶于相似的醇溶剂中，另一方面当加入水时，醇氧化物与水作用形成X-OH基团和醇，最终形成X(OR)n中间物，通过中间物的水解，则可以制得均匀的X(OH)n溶胶悬浮体，调节溶胶的酸度或碱度可引起两个X-OH键间的脱水反应，进而形成凝胶，凝胶凝胶材料小心加热到200~500℃，除去其中所有的液体，凝胶就变为很细的金属氧化物粉末，粒子半径为3-100nm，粒子大小也十分均匀。对粉末进行急冷。 * 7）辐照法 用能量密度比较高的激光或电子束（能量100kW/cm2）辐照晶体材料表面（如金属），使表面局部熔化，然后以大于104℃/s的速度冷却，即在晶体表面产生一层与基底同质的非晶薄层。 * 8）离子注入法 将高能的非晶粒子直接注入固体材料的表面。固体可以是非晶，也可以是晶体；注入的非晶可以与固体材料本身相同也可不同。 注入时，由于高能非晶粒子与固体材料中原子核、电子、中子等的碰撞会损失能量，故注入厚度有限。 * 9）低熔点氧化物包裹技术 将样品用低熔点氧化物包 裹起来，置于容器中熔炼，待 中间样品熔化后，然后再冷却 到氧化物熔点以上而样品熔点 以下的某个温度，样品在液态 氧化物包围的气氛中冷凝成非 晶。 氧化物包裹作用： a 吸取熔体中的杂质颗粒 b 将熔体与器壁隔离开来，避免器壁成核而引起的晶化 现象 c 避免污染。 氧化物包裹熔炼示意图 * 本节重点 非晶的微观结构特点及其应用 非晶制备的原理 非晶制备技术 * zha * 转块流满，冷压。转慢流快，液体被甩出。 4.4 非晶态固体及其制备技术 * 固体物质，有一部分是非晶态物质，具有悠久的使用历史，早在二千多年以前，我们的祖先就开始使用玻璃和陶釉。不过非晶态物质的物理和化学的生产和发展只不过只是近几十年的事。从1947年A.Brenner等人用电解和化学沉积方法获得Ni-P、Co-P等非晶态薄膜用作金属保护层算起至今，也只是50多年。因而，有关非晶态材料的理论还不成熟。然而，非晶态材料的发展和应用却很迅速。 我们知道，物质的聚集态，从气体、液体到固体，从有序度来讲，其中原子或分子排列有序度是从低到高。非晶态物质可以看作有序度介于晶体和液体之间的一种聚集态。它和液晶一样，不像晶态物质那样具有完善的近程和远程有序，即其不存在长程有序，仅具有近程有序。因此“短程有序”是非晶态固体的基本特征之一。这种“近程”范围一般只是个小区间。 1．概论 * （1）只存在小区间范围内的短程有序，在近程或次近邻的 原子间的键合（如配位数、原子间距、键角、键长 等）具有某种规律性，但没有长程序； （2）非晶态材料的X-射线衍射花样是有较宽的晕和弥散的 环组成，没有表征结晶态特征的任何斑点和条纹，用 电子显微镜也看不到晶粒间界、晶格缺陷等形成的衍 衬反差； （3）当温度升高时，在某个很窄的温度区间，会发生明显 的结构相变，因而它是一种亚稳相。 由于人们最为熟悉的玻璃是非晶态，所以也把非晶态称 作无定形体或玻璃体（Amorphous or Glassy States） 2 ．非晶微观结构上的特征 * 非晶合金的结构特点： 结构上呈拓扑密堆长程无序，但在长程无序的三维空间又无序的分布着短程有序的“晶态小集团”或“伪晶核”，其大小不超过几个晶格的范围。 均匀的各相同一性：非晶合金