塑性变形诱导非晶化的热力学解释(3)
（3）非晶态金属优良的磁学性能；由于其电阻率比一般金属晶体高，可以大大减少涡流损失，低损耗、高磁导，成为引人注目的新型材料。非晶态的铁芯和硅钢芯的空载损耗可降低60-80％，被誉为节能的“绿色材料”。
1．3 非晶材料的制备方法
现今，有许多方法可以制备非晶合金。在早期，非晶材料的制备，首先采用快速凝固法制备非晶粉末，然后用粉末冶金方法将粉末压制或粘结成型。20世纪90年代初发现了具有极低临界冷却速率的合金系列，可以直接从液相获得块体非晶固体。此外，还有直接凝固法，粉末固结成型法，塑性变形法等。
剧烈塑性变形（Severe Plastic deformation ，SPD）作为一种新兴的塑性变形方法，应用于晶体加工变形。它可以在变形过程中引入大的应变量(传统的塑性变形很难实现应变量大于1的真应变)，有效细化(亚微米或纳米量级)晶粒，获得完整大尺寸块体试样。另外，通过在变形过程中微观组织的控制，可以同时获得具有高强度和大塑性的块体纳米材料。如果依靠剧烈塑性变形可以达到晶体非晶化，那么，不仅可以将晶体直接转变为非晶，还可以制备大块非晶[3]。
1.3.1 直接凝固法
Inoue等人总结出直接凝固法制备大块非晶合金的3条准则，符合这3条规则的合金具有大的非晶形成能力和宽的过冷液相区△T，并且形成一种与传统非晶合金不同的新型非晶态组织，其特点为：原子呈高度密堆排列；产生新的区域原子组构：存在相互吸引的长程均匀性。Inoue准则被普遍接受，并依据它发现了许多能形成大块非晶的合金系，如Mg基、Al基、Fe基、zr基、La基、Ti基、Cu基等。直接凝固法具体包括：水淬法，铜模铸造法，吸入铸造法，高压铸造，磁悬浮熔炼，单向熔化法等。
（1）水淬法[4]
水淬法是将合金置于石英管中，将合金熔化后连同石英管一起淬入流动水中，以实现快速冷却，形成大块非晶合金。这种方法可以达到较高的冷却速度，有利于大块非晶合金的形成。但石英管和合金可能发生反应造成的污染是一个难于解决的问题。另外，反应物的生成既影响水淬时液态合金的冷却速度，又容易造成非均匀形核，以至影响大块非晶合金的形成。
（2）铜模铸造法[5]
此法是把熔体注入内腔呈各种形状的铜制模具中，即可形成外部轮廓与模具内腔相同的块体非晶合金。该工艺所能获得的冷却速度与水淬法相近，约为102-103 K/s，关键是要尽量抑制在铜模内壁上生成不均匀晶核并保持良好的液流状态。熔体的熔炼次数对所能获得的临界冷却速度影响很大，即重复熔炼数次后，临界冷却速度将明显下降，这是因为反复熔炼提高了熔体的纯度，消除了非均匀形核点。
（3）吸入铸造法[6]
利用非自耗的电弧加热预合金化的铸锭，待其完全熔化后，利用油缸、气缸等的吸力驱动活塞以l一50mm/s的速度快速移动，由此在熔化室与铸造室之间产生压力差把熔体快速吸入铜模，使其得到强制冷却，形成非晶合金。由于该工艺的控制因素比较少，只有熔体温度、活塞直径、吸入速度等，所以能相对简便地制备出块体非晶合金。
(4) 单向熔化法[7]
此方法是把原料合金放入呈凹状的水冷铜模内，利用高能量热源使合金熔化。由于铜模和热源至少有一方移动(移动速度大于10 ram/s)，所以，加热后形成的固态区之间产生大的温度梯度和大的固/液界面移动速度n从而获得高的冷却速度，使熔体快速固化，形成连续的块体非晶合金。
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