《大國(guó)之材?非晶》首獻(xiàn)熒屏，讓我們了解到了那些年我國(guó)非晶行業(yè)發(fā)展的歷史故事！這也是一部材料人專屬的史詩(shī)級(jí)紀(jì)錄片！從記錄片中，我們可以了解到，2005年之前，整個(gè)中國(guó)市場(chǎng)的非晶材料、非晶鐵心以及非晶變壓器還完全依賴進(jìn)口。因?yàn)閺姆蔷Ш辖鹫Q生后的半個(gè)世紀(jì)里，生產(chǎn)非晶合金的核心技術(shù)一直被其他國(guó)家掌握，我們還沒完全掌握這一項(xiàng)核心技術(shù)?，F(xiàn)如今，中國(guó)非晶產(chǎn)業(yè)取得了非凡成果——我國(guó)首條萬(wàn)噸級(jí)非晶帶材生產(chǎn)線，也是全世界第二條萬(wàn)噸級(jí)帶材生產(chǎn)線，完全靠我們國(guó)家自主研發(fā)。
所以，這非晶合金到底是啥？非晶合金就是金屬材料，具有金屬材料的很多優(yōu)點(diǎn)。但是吧，在微觀原子結(jié)構(gòu)上，非晶合金和金屬材料是完全不一樣的！金屬材料里面的原子排列是非常有序的，而非晶材料里面的原子排列長(zhǎng)程上是無序的。非晶合金的誕生也被稱之為是——冶金材料學(xué)的一項(xiàng)革命，其打破了原有規(guī)律的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，在急速冷卻狀態(tài)下，呈現(xiàn)出長(zhǎng)程無序結(jié)構(gòu)，沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在。
那么，非晶合金材料有哪些突出的優(yōu)越性能？眾所周知，金屬一個(gè)比較大的缺點(diǎn)是——抗腐蝕性不太好，比如，鋼鐵、銅就很容易腐蝕。據(jù)中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士、發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士汪衛(wèi)華介紹，非晶合金擁有很高的的抗腐蝕性能，它的抗腐蝕性能應(yīng)該比傳統(tǒng)鋼鐵要高五個(gè)量級(jí)以上；另一方面，非晶合金有很高的強(qiáng)度和韌性，其強(qiáng)度比傳統(tǒng)鋼鐵的強(qiáng)度要高出幾倍，這是它不同于傳統(tǒng)金屬材料比較大的優(yōu)勢(shì)。
另外，據(jù)悉，非晶合金沿單一剪切帶破壞會(huì)表現(xiàn)出脆性材料特征，即被破壞時(shí)幾乎沒有塑性變形。因?yàn)椴牧系钠茐牟痪哂蓄A(yù)見性，所以它在一些結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用方面受到一定的限制。為解決這一問題，材料研究者發(fā)現(xiàn)可以通過制備非晶基復(fù)合材料來提高非晶合金的塑性變形能力。例如，將高純度的W、Ti、Ni粉混合均勻并壓縮成塊和Cu、Be、Zr塊一起放入銅坩堝中通過電弧熔煉銅模鑄造的方法制備出W粉/鋯基非晶復(fù)合材料。然而，該種方法有個(gè)缺點(diǎn)，由于W粉和液態(tài)金屬的接觸面積增加以及作用接觸時(shí)間增長(zhǎng)，非晶復(fù)合材料中有晶態(tài)相產(chǎn)生，這將導(dǎo)致其壓縮強(qiáng)度要低于非晶合金。
非晶合金的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？非晶合金的應(yīng)用范圍非常廣泛。集束鎢絲/Zr基非晶合金復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度高達(dá)2500MPa，同時(shí)具有很高的塑性，其斷裂模式由基體非晶合金單一的局部剪切帶斷裂演變?yōu)榧羟袛嗔雅c鎢絲劈裂、屈曲等混合模式，致使其成為優(yōu)越的穿甲材料之一。這是因?yàn)榻饘冁u具有極高的熔點(diǎn)和良好的導(dǎo)熱性，使得金屬鎢成為非晶復(fù)合材料增強(qiáng)相的首選材料。其中，關(guān)于增強(qiáng)相的存在形式主要有集束鎢絲、鎢骨架2種。
當(dāng)然，目前，作為新興的金屬材料之一，非晶合金的最大應(yīng)用還是在軟磁材料上，由于鐵基非晶合金軟磁性能非常好，所以在變壓器、電機(jī)上應(yīng)用得比較成熟。鈷基非晶目前在軍事方面可以用非晶做穿甲彈。民用方面，非晶合金較多用于手機(jī)電子產(chǎn)品的外殼，看上去非常有金屬光澤、時(shí)尚。在航空、汽車零件上也能見到非晶合金的身影。
最后，筆者想說，非晶合金自1960年被美國(guó)用快淬工藝制備成功以來，就成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重點(diǎn)。如今，第三代非晶合金的研究開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)之戰(zhàn)已進(jìn)入白熱化階段。而現(xiàn)在我國(guó)也已經(jīng)掌握了非晶合金制造的核心技術(shù)，突破了外國(guó)的技術(shù)封鎖，并實(shí)現(xiàn)了非晶合金產(chǎn)業(yè)化。然而，我們還是要記住非晶人已經(jīng)付出的智慧與汗水。在那個(gè)物資匱乏的年代，在那些更迭動(dòng)蕩的歲月里，在那座普通的非晶小樓中，老一輩科研工作者們，無悔的揮灑著青春與汗水，填補(bǔ)了當(dāng)時(shí)的技術(shù)空白，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)非晶合金從無到有，并成為非晶大國(guó)的偉大突破。當(dāng)然，我國(guó)不僅僅在非晶核心技術(shù)方面獲得突破。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)等諸多方面，我們也已經(jīng)突破了外國(guó)的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)，并擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。而這一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)上的突破都表明，現(xiàn)如今的中國(guó)早已不是世界工廠，而是制造大國(guó)！
