无镍Zr基金属玻璃的制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一引言

非晶态合金简称非晶，又名金属玻璃，固态时具有短程有序、长程无序的特征，从结构上看是一种亚稳态结构，其原子在三维空间呈拓扑无序排列，并在一定温度范围保持这种状态相对稳定[1]。金属玻璃（非晶）作为一种新型材料，不仅具有极高的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性，而且还表现出优良的软磁性和超导性，在电子、机械、医药及化工等领域得到了广泛应用。

非晶的发展历史相对较短，德国物理学家kramer[2]在1934年首次利用热蒸发法制备出非晶态合金。非晶材料最早的工业应用是1947年brenner等用电解和化学沉积获得了ni-p和co-p的非晶薄膜，并用作金属表面的防护涂层。时间来到1960年，duwez等[3]首先采用喷枪法在au-si合金中获得非晶态合金，从而开创了材料研究的新领域。金属玻璃的首次出现是在1971-1973年h.s.chen和古gilman等[4]采用快冷连铸轧辊法，以1830m/min的高速制成多种非晶合金薄带和细丝，并正式命名为金属玻璃，首次以商品出售，在世界上引起强烈的反响。1984年kui.h.w和d.turnbull等人通过b2o3溶剂包裹的方法获得尺寸接近l0mm的大块pd-ni-p非晶合金[5].在90年代初，日本东北大学的t.masumoto和a.inoue等人发现了具有极低临界冷却速率的多元合金体系[6-7]，这些合金包括ln-tm-ln，ln-al-tm，zr-al-tm，hf-al-tm，ti-zr-tm等系列。而在1993年，w.l.johnson等[8]人发现了具有临界冷却速率低达1k/s的zr基大块非晶合金。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、研究目的

zr基非晶合金由于具有超强的非晶形成能力和优异的力学性能、耐蚀性能而引起科学界的关注。此外，zr基金属玻璃还具有较大的弹性应变能力，弹性极限达到2%左右，弹性模量为50~100gpa，比常规的医用合金材料更接近人体自然骨的性能。因此，zr基块体非晶合金在人工关节、牙根种植体以及股骨头支撑体等方面呈现出较为宽广的应用前景。但是在大多数的具有上述特性的zr基非晶合金体系中多含有be、ni等有毒元素，使其在生物医学领域的应用上受到限制。因此研究无镍无铍zr-cu-fe-al体系非晶合金对生物医学的发展具有重要意义。

二、研究内容