“2014年中国非晶材料十大进展”候选名单

       2014年是中国非晶合金材料发展不平凡的一年。基础研究取得一批有令人瞩目的成就，成果得到国际同行广泛认可和敬重，为我国非晶材料产业发展奠定了坚实根基。非晶材料产业化进入新时期：新工艺得到推广，新领域不断涌现，新市场充分支持，产业发展进入快速发展期，上下游形成千亿级产业链。当前，我国已成为全球研发机构最多、生产企业最多和使用市场最大的非晶合金材料中心。非晶合金，作为新材料中娇子得到国家有关部门的关注和重视，各项有利非晶材料发展和推进的环境和气候正形成。
      新材料发展离不开创新推动，中国非晶合金材料发展更是一直在创新中成长。为了更好引导和推进非晶材料持续不断创新，我们根据上年度中的非晶合金材料基础研究、工艺技术得到广泛认可的成果，作为“2014年中国非晶合金材料十大进展”候选对象，这些候选成果是通过自荐、专家推荐等方式产生。我们将通过网络和专家评选的方式，产生“2014年中国非晶材料十大进展”，并在今年深圳非晶年会上正式发布。
                                                                                                                                             非晶材料学术委员会
                                                                                                                                            非晶节能材料创新联盟                                                                                                                                                                      新材料在线
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2015-5-10 13:15 上传

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1 基础研究候选名单
（1）非晶态物质中缺陷的定义与表征研究的重要进展
研究者：中国科学院物理研究所汪卫华研究组
摘要：非晶态材料，因其结构的复杂性和时间相关性，很难通过常规的表征手段确认其中本征缺陷的存在并对其性质进行研究。中科院物理研究所的汪卫华研究组创新性的发展了多种动力学探测表征手段，原创性的定义并从动力学角度表征了非晶中的“缺陷”——流动单元。这种基于动力学不均匀性的流动缺陷，其激活与相互作用的演变过程，不仅可以用来解释非晶合金力学行为表现，还为揭示目前凝聚态物理最困难的玻璃转变难题提供了新的可能思路。并为未来非晶材料广阔的应用提供理论指导。相关成果发布在：Nature Communications, 5,5823 (2014)上。

（2）合成单质非晶合金
研究者：浙江大学S Mao，张泽教授
摘要：长久以来，材料科学家一直在探索使用纯净的、单原子金属来制造非晶“玻璃”。浙江大学S Mao，张泽教授基于超快速液态淬火方法实现了单原子金属玻璃的形成。 金属玻璃十分特别，它们的结构并不是透明的（因为主体为金属），原子随机排列。这种材料商业用途广泛，因为它具备较高的强度，且制造工艺简单。 Mao教授等发明的工艺中涉及到一项新技术——在原位投射电子显微镜下进行纳米级冷凝，这一技术是本研究取得成功的关键。相关成果发布在：Nature。

（3）非晶合金变形机制研究取得重要进展

研究者：中国科学院物理研究所汪卫华研究组
摘要：在非晶合金中存在动力学特性和基底不同的流动单元，这些流变单元具有相对较高的自由能、较低的密度和粘弹性的流动特性。这些类液体区域即流动单元，类似晶体中的缺陷，可以承载非晶合金中的塑性变形。他们发展了调制非晶结构和流变单元的方法--室温缠绕的方法，该方法可以简单、方便、有效的调制非晶中的流变单元浓度，实现非晶合金中的室温塑性变形，同时避免产生剪切带，即可实现一种只有纯形变单元承载形变的均匀形变过程, 并且有足够的时间窗口来测量流变单元浓度的变化和宏观性能变化的关系。相关成果发布在： Phys. Rev. Lett. 113,045501 (2014)上。

（4）非晶复合材料动态冲击

研究者：太原理工大学乔珺威
摘要：过去的研究表明内生树枝晶增韧的非晶基复合材料在动态加载时，即使是准静态下具有较好塑性的复合材料仍然发生了脆性断裂，其主要原因是位错增殖的速率赶不上应变发生的速率。通过合理调控第二相组织，得到组织粗大且枝晶体积分数高达58 %的轻质钛基非晶复合材料，该复合材料在动态冲击时表现为宏观的塑性变形。此外，采用J-C方程拟合了非晶复合材料在动态冲击时的本构关系，为其预测流变强度提供了理论保障。这一重要发现否定了内生枝晶非晶基复合材料在高应变速率下无塑性的普遍认识，使得我们进一步看到该类型复合材料作为工程结构材料的应用前景！该项目是国家自然科学基金项目，荣获2014年山西省优秀成果一等奖。

2工艺技术研究候选名单

（1）一种退火不脆的铁基非晶合金及其制备方法
研究者：安泰科技股份有限公司
摘要：本发明公开了一种退火不脆的铁基非晶合金及其制备方法，该合金具有如下表达式FeaNibMcAldNe，其中：a、b、c、d和e分别表示各对应组分的原子百分比含量，满足以下条件：30≤a≤80，5≤b≤45，0.5≤c≤15，0.5≤d≤30，0.001≤e≤15，且a+b+c+d+e＝100；M为Nb，V，Ta和Ti中的至少一种，N为Zr和Hf中的至少一种。该合金不含Si、B和P等类金属元素，经退火后依然保持优良韧性，断裂应变εf在0.2以上，对折不断，同时软磁性能优良，可广泛用于各种高频场合下的铁芯软磁材料。

（2）一种元素分布均匀的铁基非晶软磁合金及其制备方法
研究者：安泰科技股份有限公司
摘要：本发明公开了一种元素分布均匀的铁基非晶软磁合金及其制备方法。该合金的表达式为FeaSibBcPdMe，所述表达式中a、b、c、d和e分别表示各对应组分的原子百分比含量，且满足以下条件：70≤a≤84，2≤b≤10，5≤c≤18，0.001≤d≤8，0.0001≤e≤2.5，a+b+c+d+e＝100％，所述M为C、N、Sn、Ge、Ga、Al、S、Te、Be、Pb、Mg、Cu中的一种或多种。该合金在高真空和氩气保护下制备的非晶带材，其具有元素分布均匀的特征，尤其是解决了P元素在非晶合金中分布不均匀的问题，具有优异的软磁性能和高的热稳定性，适用于变压器、发动机、发电机和磁传感器等。

（3）带材的制造方法

研究者：青岛云路新能源科技有限公司
摘要：本发明涉及一种带材的制造方法，所述方法包括如下步骤，将带材成型液体浇在冷却辊上；带材成型液体在冷却辊上冷却，并对与所述带材成型液体交界处的冷却辊加热；带材成型液体冷却后形成带材。本发明提出的一种带材的制造方法，通过对与带材成型液体交界处的冷却辊加热的方法，降低了冷却辊上沿着带材宽度方向上的温度梯度，从而减小了带材边缘由于温度梯度过大造成的应力集中和厚度增大的现象。

（4）具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合金

研究者：中国科学院宁波材料所
摘要：通过组元设计和成分优化，成功开发出新型FeSiBPC系列非晶合金。在保持高Fe含量基础上，选择添加Fe基非晶合金中常用的低成本元素，并通过优化使非晶形成元素的作用发挥更加充分。典型成分的饱和磁感应强度达到1.67 T，其高饱和磁感应强度将非常有利于铁芯的小型化和低噪音化。同时，该合金具有较高的非晶形成能力，使用单辊平面流铸法可制备临界厚度超过80 μm的带材样品，符合非晶合金宽带生产的工艺性要求，可大批量生产。另外，该合金的最佳热处理温度范围宽，可在较低温度下热处理获得优异的软磁性能和韧性，热处理后样品的矫顽力小于2.5 A/m，有效磁导率超过8000。

（5）一种铀基非晶合金的制备方法

研究者： 中国工程物理研究院材料研究所
摘要：本发明公开了一种铀基非晶合金的制备方法，目的在于填补铀基非晶合金制备方法报道的缺失，解决由于铀料密度高、夹杂严重、易氧化的缺点，无法直接采用常规非晶的甩带工艺制备铀基非晶合金的问题。该方法主要包括合金原料配置工艺、铀合金母锭熔炼工艺、非晶合金甩带工艺。本发明有效解决了由于铀料密度高、夹杂严重、易氧化等缺点所导致的铀基非晶合金难以制备的问题。通过实验验证，本发明成功合成了铀基非晶合金。通过本发明能够制备铀基非晶合金，丰富非晶合金材料种类，所制备的材料具备优良的抗腐蚀性能，具有重要的应用前景。本发明打破了国外对铀基非晶合金材料制备方法的封锁，有助于推动国内的铀基非晶合金研究。

（6）一种用低纯度原材料铈制备的铈镓基非晶合金

研究者：合肥工业大学
摘要：一种用低纯度原材料铈制备的铈镓基非晶合金。其组成为CeaGabMc，式中a,b,c为原子分数，65≦a≦75，5≦b≦15，10≦c≦30,且a+b+c＝100，其中M选自Cu、Co、Ni中的一种。当原材料铈的纯度在90-99.7wt.％范围内时，合金的玻璃形成能力比使用高纯度原材料铈制备的更加优异。不但制备了目前尺寸最大20mm的铈基非晶合金，而且可以制备临界尺寸为1-20mm的完全非晶合金。本发明极大地降低了铈基非晶合金的制备成本，不仅制备了玻璃形成能力更加优异的铈镓基非晶合金，同时保持了高纯度原材料铈制备的非晶合金低玻璃化转变温度、良好热稳定性等优点。

（7）一种无线充用非晶态金属粉末隔磁片的制备方法

研究者：毛圣华
摘要：一种无线充用非晶态金属粉末隔磁片的制备方法，是将铁基非晶球状和片状粉末、铁基纳米晶球状和片状粉末、钴基非晶球状和片状粉末用真空热处理炉或惰性气体保护炉进行热处理，热处理结束后，进行自然冷却或风冷，使粉末温度降低至40℃以下，再进行下一步操作。本发明通过将不同材质、不同粒度粉末进行配比，调整使用频率范围，利用高BS值，减小产品厚度与重量，改善铁氧体隔磁片厚度大，重量重及效能低问题。本发明生产工艺简单、体积小，重量轻，效能高；可通过不同粘接剂制作成软片、硬片两种，均可实现工业化生产。

（8）10kV、S(B)H15-M·RL三相油浸式非晶合金立体卷铁心配电变压器

研究者：上海置信电气股份有限公司
摘要：本产品在非晶铁心结构上有重大突破，在非晶合金带材纵斜剪、热处理、非晶铁心成型、器身装配等方面的加工设备有着飞跃性的发展，被誉为第三代非晶变。相关指标均符合国家和行业相关标准的要求，还包含多项核心专有技术，并已形成了一批自主知识产权。产品适用于配电领域，该系列三相油浸式非晶合金立体卷铁心配电变压器是一种结构更合理、性能更优良的新型高性能变压器；提高了电能质量和供电的可靠性，具有显著的经济效益和社会效益，整体技术达到国际先进水平，其中，非晶合金带材纵向多角度剪切技术、多热电偶测温热处理技术以及热风循环差异导流技术等达到国际领先水平。

（9）一种非晶合金构件铸造成型设备和工艺

研究者：中国科学院金属研究所    宜安科技股份有限公司
摘要：通过开展非晶合金材料及设备开发，研究出了一种非晶合金构件铸造成型设备和工艺，该技术集合金熔炼、成型于一体，能够在一定气氛保护下熔炼合金，实现较快的凝固速率以避免晶态相的析出，最终获得高质量的非晶态合金产品。

（10）大块非晶合金ZFB

研究者：比亚迪
摘要：比亚迪完成了块体非晶合金从成分配方、铸锭冶炼、破碎、成型、后处理、再到回收循环等全产业链技术的开发，同时形成非晶企业标准，实现真正意义上的块体非晶低成本量产。1）开发了合金牌号ZFB(不含有毒元素)，有效解决了锆基非晶量产性的配方问题；2）开发了半固态成型设备，有效解决了锆基非晶量产性设备问题；3）开发了材料的循环利用技术，有效解决了材料回收利用和成本问题。

（11）一种生物医用可降解镁基块体非晶合金及其制备方法

研究者：北京航空航天大学
摘要：本发明公开了一种生物医用可降解镁基块体非晶合金及其制备方法，该合金的化学成分为MgaZnbCacSrd，其中a的原子百分比为60～73，b的原子百分比为22～35，c的原子百分比为2～6，d的原子百分比为0～2，且a+b+c+d＝100。本发明Mg-Zn-Ca-Sr块体非晶合金具有(1)高非晶形成能力，非晶形成临界尺寸为6mm；(2)力学生物相容性较好，具有高比强度和低杨氏模量；(3)适宜的腐蚀速率和优良的生物相容性。因此，该系列非晶合金在生物材料、医疗器械和结构材料领域具有广阔的应用前景。

（12）高磁性元素含量的块体及条带状铁基非晶合金及制备方法

研究者：清华大学   
摘要：本发明公开了属于磁性金属材料制备技术领域的一种高磁性元素含量的块体及条带状铁基非晶合金及制备方法。所述铁基非晶合金的表达式为TM1(a)-TM2(b)-TM3(c)-AM1(d)-AM2(e)-AM3(f)-AM4(g)，其制备方法是根据表达式中合金成分进行配料，在真空感应熔炼炉中对原料反复熔炼制成母合金，可采用氧化硼包覆对合金进行提纯，然后将母合金或提纯后的合金再次熔化、快速冷却得到块体及条带状非晶合金。所述铁基非晶合金是一种具有高铁磁性元素含量、高饱和磁化强度且具有较高非晶形成能力的铁基非晶合金系，且多数合金具有临界尺寸大于1mm的非晶形成能力，使这种合金具有很强的工业应用潜力。

（13）非晶涂层在水轮机上的应用

研究者：科盾工业设备制造（天津）有限公司
摘要：因为设计结构和所在流域不同，各水电站水轮机在使用寿命上差距较大。一些河流泥沙含量多，尤其某些水电站处在流域偏下游位置，导致水轮机组受到的泥沙冲蚀磨损严重，同时伴随不可避免的气蚀，使得水轮机每年都要耗费大量人力物力进行检修，某些水电站的转轮和转轮室更是每年都要修补。非晶材料相比于传统金属材料来说，硬度更高，弹性更好，利用非晶材料制作的涂层很好的保留了其原有的特点。更好的弹性有利于在使用过程中吸收气蚀时气泡破裂产生的冲击能，高硬度和耐磨性能有效抵抗河流中泥沙的冲蚀磨损，从而能够有效地对水轮机起到保护作用，大幅延长其使用寿命。

（14）一种耐海洋环境腐蚀铝基非晶纳米晶涂层用的粉芯丝材

研究者： 河海大学

摘要：本发明特征在于：丝材外皮为铝带，丝材填充率为34-38%，粉芯丝材包括以下各元素，其原子百分比为：10-15at.%Si、3-8at.%Ni、8-14at.%Fe、余量Al。其制备方法为：按照上述粉芯丝材元素组成百分比称重配料，放入混粉机内混合；将铝带扎成U形，向U形槽中添入加粉系数为34-38%的上述混合后的粉末；然后将U形槽合口，把粉末包覆其中。经拉丝模，逐渐拉拔、减径，最后丝材的直径为2.0mm。本粉芯丝材有较强非晶形成能力，采用高速电弧喷涂技术制备的铝基非晶纳米晶涂层具有优异的耐蚀性能，能显著提高钢结构零部件在沿海及近海环境下的长效防腐和服役寿命。

1，不管别人整么选，反正我是这么认为的