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《大國之材?非晶》首獻(xiàn)螢屏,再現(xiàn)非晶產(chǎn)業(yè)騰飛路!

《大國之材?非晶》首獻(xiàn)螢屏,讓我們瞭解到了那些年我國非晶行業(yè)發(fā)展的歷史故事!這也是一部材料人專屬的史詩級紀(jì)錄片!從記錄片中,我們可以瞭解到,2005年之前,整個中國市場的非晶材料、非晶鐵心以及非晶變壓器還完全依賴進(jìn)口。因為從非晶合金誕生後的半個世紀(jì)裡,生產(chǎn)非晶合金的核心技術(shù)一直被其他國家掌握,我們還沒完全掌握這一項核心技術(shù)?,F(xiàn)如今,中國非晶產(chǎn)業(yè)取得了非凡成果——我國首條萬噸級非晶帶材生產(chǎn)線,也是全世界第二條萬噸級帶材生產(chǎn)線,完全靠我們國家自主研發(fā)。

2018年7月9日,非晶帶材商業(yè)秘密337調(diào)查案以我國勝訴告終

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!金屬材料裡面的原子排列是非常有序的,而非晶材料裡面的原子排列長程上是無序的。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)出長程無序結(jié)構(gòu),沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在。

非晶帶材-冶金工業(yè)的一次革命圖片

那麼,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)中國科學(xué)院物理研究所研究員、中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(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)鋼鐵要高五個量級以上;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。

另外,據(jù)悉,非晶合金沿單一剪切帶破壞會表現(xiàn)出脆性材料特徵,即被破壞時幾乎沒有塑性變形。因為材料的破壞不具有預(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)可以通過製備非晶基複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粉混合均勻並壓縮成塊和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製備出W粉/鋯基非晶複合材料。然而,該種方法有個缺點(diǎn),由於W粉和液態(tài)金屬的接觸面積增加以及作用接觸時間增長,非晶複合材料中有晶態(tài)相產(chǎn)生,這將導(dǎo)致其壓縮強(qiáng)度要低於非晶合金。

鐵基非晶合金帶材圖片

非晶合金的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?非晶合金的應(yīng)用範(fàn)圍非常廣泛。集束鎢絲/Zr基非晶合金複合材料壓縮強(qiáng)度高達(dá)2500MPa,同時具有很高的塑性,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。這是因為金屬鎢具有極高的熔點(diǎn)和良好的導(dǎo)熱性,使得金屬鎢成為非晶複合材料增強(qiáng)相的首選材料。其中,關(guān)於增強(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,由於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,非晶合金較多用於手機(jī)電子產(chǎn)品的外殼,看上去非常有金屬光澤、時尚。在航空、汽車零件上也能見到非晶合金的身影。

最後,筆者想說,非晶合金自1960年被美國用快淬工藝製備成功以來,就成為國內(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)競爭之戰(zhàn)已進(jìn)入白熱化階段。而現(xiàn)在我國也已經(jīng)掌握了非晶合金製造的核心技術(shù),突破了外國的技術(shù)封鎖,並實現(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。在那個物資匱乏的年代,在那些更迭動盪的歲月裡,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)時的技術(shù)空白,實現(xiàn)了我國非晶合金從無到有,並成為非晶大國的偉大突破。當(dāng)然,我國不僅僅在非晶核心技術(shù)方面獲得突破。在航空發(fā)動機(jī)等諸多方面,我們也已經(jīng)突破了外國的技術(shù)封鎖,實現(xiàn)了自主研發(fā),並擁有智慧財產(chǎn)權(quán)。而這一項項技術(shù)上的突破都表明,現(xiàn)如今的中國早已不是世界工廠,而是製造大國!

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