非晶合金指什么？液态金属是什么
非晶合金指什么？液态金属是什么2、液态金属具体的制备方法就不细谈了，我用其他的方式来解读一下。普通金属就像一个教室，里边整整齐齐坐满了听课的小朋友。下课铃响之后，小朋友们纷纷从自己的座位上站起来，在教室里四处游荡，打闹的打闹，聊天的聊天，这个时候的教室就像液体状的金属，里边的原子不再整齐排列。当上课铃响，同学们迅速回到自己的座位上，这就是液体金属冷却后重新恢复成晶体金属。但是，这时候冲进来一个奥特曼，大叫一声“时间停止”！玩闹的同学们没法回到自己的位置，所以教室里还是乱糟糟的。这个时候的教室，就是非晶合金。 由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为 非晶合金 ，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始
液态金属是什么？与非晶合金有什么区别？“液态金属”的概念现在越来越火，但很多人对这样一种材料存在误解，没有相关的定义和认识。有人认为它是苹果手机的取卡针，有人却认为它是“终结者”，究竟何为“液态金属”？
在美国有家名叫Liquid Metal的材料生产商，生产的材料是非晶态合金（Amorphous Alloy），也叫做金属玻璃。在进入中国时，媒体根据这家生产商的名称直译后，原本的“非晶态合金”在国内的叫法就变成了“液态金属”。事实上，非晶合金与液态金属属于两种完全不同的概念，两者有着本质的差别。
概念不同非晶合金实际上指的是材料的一种状态，而液态金属是一大类新型的合金材料。
1、非晶合金
由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为 非晶合金 ，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。
3C非晶合金外框
在非晶合金的开发方面，目前已在包括Pd、Pt、Au、Mg、Ca、Zr、Ti、Hf、Cu、Fe、Co、Ni、和稀土（如La、Nd、Ce）基等在内的数十种合金体系。目前非晶合金一共有非晶薄带、非晶粉末、块体非晶这几种形式，它们的制备方法可以简单归纳为：
具体的制备方法就不细谈了，我用其他的方式来解读一下。普通金属就像一个教室，里边整整齐齐坐满了听课的小朋友。下课铃响之后，小朋友们纷纷从自己的座位上站起来，在教室里四处游荡，打闹的打闹，聊天的聊天，这个时候的教室就像液体状的金属，里边的原子不再整齐排列。当上课铃响，同学们迅速回到自己的座位上，这就是液体金属冷却后重新恢复成晶体金属。但是，这时候冲进来一个奥特曼，大叫一声“时间停止”！玩闹的同学们没法回到自己的位置，所以教室里还是乱糟糟的。这个时候的教室，就是非晶合金。
2、液态金属
液态金属是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。液态金属也是一种不定型、可流动液体的金属。
液态金属成形过程及控制，液态金属充型过程的水力学特性及流动情况充型过程对铸件质量的影响很大可能造成的各种缺陷，如冷隔、浇不足、夹杂、气孔、夹砂、粘砂等缺陷，都是在液态金属充型不利的情况下产生的。正确地设计浇注系统使液态金属平稳而又合理地充满型腔，对保证铸件质量起着很重要的作用。单质中只有汞是液态金属，镓、铷、铯是低熔点金属。
图1液态金属材料
液态金属特性
液态金属在砂型中流动时呈现出如下水力学特性:
1）粘性流体流动：液态金属是有粘性的流体。液态金属的粘性与其成分有关，在流动过程中又随液态金属温度的降低而不断增大，当液态金属中出现晶体时，液体的粘度急剧增加，其流速和流态也会发生急剧变化。
2）不稳定流动：在充型过程中液态金属温度不断降低而铸型温度不断增高，两者之间的热交换呈不稳定状态。随着液流温度下降，粘度增加，流动阻力也随之增加;加之充型过程中液流的压头增加或和减少，液态金属的流速和流态也不断变化，导致液态金属在充填铸型过程中的不稳定流动。
3）多孔管中流动：由于砂型具有一定的孔隙，可以把砂型中的浇注系统和型腔看作是多孔的管道和容器。液态金属在"多孔管"中流动时，往往不能很好地贴附于管壁，此时可能将外界气体卷入液流，形成气孔或引起金属液的氧化而形成氧化夹渣。
4）紊流流动：生产实践中的测试和计算证明，液态金属在浇注系统中流动时，其雷诺数Re大于临界雷诺数Re临，属于紊流流动。例如ZL104合金在670℃浇注时，液流在直径为20mm的直浇道中以50cm/s的速度流动时，其雷诺数为25000，远大于2300的临界雷诺数。对一些水平浇注的薄壁铸件或厚大铸件的充型，液流上升速度很慢，也有可能得到层流流动。
轻合金优质铸件浇注系统的研究表明，当Re<20000时，液流表面的氧化膜不会破碎，如果将雷诺数控制在4000~10000，就可以符合生产铝合金和镁合金优质铸件的要求。有人通过水力模拟和铝合金铸件的实浇试验证明:允许的最大雷诺数，在直浇道内应不超过10000，横浇道内不超过7000，内浇道内不超过1100，型腔内不超过280。
综上分析，影响金属液流动的平稳性的主要因素是金属液的流动速度和浇注系统的形状及截面尺寸。
制备工艺不同非晶合金采用的是急冷凝固制备工艺，指使金属熔体急冷瞬间凝固的技术。该过程通常是由液相到固相的相变过程进行得非常快，金属或者合金的熔体急剧凝固成微晶、准晶和非晶态的过程。
图2固态物质中晶态和非晶态物质粒子排布示意图
而液态金属主要采用的是低温熔炼制备工艺，将不同的金属材料按照一定的配比，通过温度控制使其充分融合，从而形成新的金属材料。成分配比的不同，最终形成的液态金属材料将具备不同的功能属性。
液态金属的神奇属性
主要特性及应用领域不同非晶合金的特点主要取决于其不定型的原子结构，没有特定的晶格结构，所以导致非晶合金具有极佳的力学特性，如高强度、高硬度等机械性能，但是在电力学性能和化学性能上却没有明显的优势。
因此，非晶合金大多应用于对力学性能有要求的行业，如精密器械行业、消费电子外框等行业等，目前应用最多的就是智能手机中框及卡针。
非晶合金材料应用
而液态金属则是因为其不定型的液体形态而具有极佳的电性能和热力学性能，是电学性能和热力学性能要求较高的行业首选，如电子制造行业、散热等。目前使用较多的就是电子增材制造及散热器。
当然，由于液态金属还具备很多其它特殊性能，如“吞噬效应”、“自驱动”、“变形变色”等，使其应用可扩展至生物医学、智能机器、国防应用等众多领域。
液态金属材料研究成果
总的来说，非晶合金实际上指的是材料的一种状态，是一个概念。而液态金属是一种全新的合金材料。
2017年液态金属材料被收录进工信部、财政部和保监会共同组织编制的《重点新材料首批次应用示范指导目录（2017年版）》，其中液态金属被列为重点新材料。2018年10月国家统计局第15次常务会议通过的《战略性新兴产业分类（2018）》目录中，也将液态金属制造项目收入其中。液态金属材料及其应用正处于蓄势待发的阶段，将为众多领域带来新的变革。在产业逐渐成熟的液态金属行业，如果你不关注这个领域，很可能会和这个好玩儿又有潜力的材料擦肩而过。
目前液态金属多以镓为基础材料，再配以其他的功能材料进行复合以满足不同应用场景需求。该类材料研究目前主要以中科院、清华大学刘静老师的团队在推进，产业化工作由相关科技公司在进行，如北京梦之墨科技有限公司、云南中宣液态金属有限公司、云南科威液态金属有限公司、云南靖创液态金属热控技术研发有限公司等，并形成了一定的产业规模。
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