2.铁基形状记忆合金具有良好的记忆效应的前提条件是：
（1）合金母相为单一奥氏体，并存在一定数量的层错；（2）尽可能低的层错能，使Schockley不全位错容易扩展及收缩，以减少应力诱发马氏体相变时的阻力；（3）相当的母相强度，以抑制应力诱发相变时产生永久位移；（4）较低的铁磁-反铁磁转变温度（TN）以消除奥氏体稳定化对应力诱发γ→ε相变时的阻碍。
3.形状记忆合金作紧固件、连接件较其他材料有许多优势
(1)夹紧力大，接触密封可靠．避免了由于焊接而产生的冶金缺陷；(2)适于不易焊接的接头；(3)金属与塑料等不同材料可以通过这种连接件连成一体；(4)安装时不需要熟练的技术。 4.简述形状记忆合金的应用
1）工程上的应用：作各种结构件，加紧固件、连接件、密封垫等。另外，也可以用于一些控制元件，如一些与温度有关的传感及自动控制
2）医学上使用：移植材料、在生物体内部作固定折断骨架的销、进行内固定接骨的接骨板、假肢的连接、矫正脊柱弯曲的矫正板、人工心脏
3）智能应用：自调节和控制装臵，如各种智能、仿生机械、牙齿矫正线、眼镜片固定丝、汽车的保险杠和易撞伤部位
四 .论述
1.形状记忆原理
一些学者曾根据早期的形状记忆材料的特征，提出产生形状记忆效应的条件是：(1)马氏体相变是热弹性的；(2)马氏体点阵的不变切变为孪生，即亚结构为孪晶；(3)母相和马氏体均为有序结构。但随着对形状记忆材料研究的不断深入，发现不完全具备上述三个条件的合金（如Fe-Mn-Si合金，其马氏体相变时半热弹性的，且母相无序）也可以显示形状记忆效应。后来又发现不仅某些合金，陶瓷材料、高分子材料中也存在形状记忆效应，其机理亦与金属材料不同。所以许多学者强调，根据马氏体相变的定义，在相变过程中，只要形成单变体马氏体并排除其他阻力，材料经过马氏体相变及其逆相变，就会表现出形状记忆效应。 我们知道，马氏体相变是一种非扩散型转变，母相向马氏体转变，可理解为原子排列面的切应变。由于剪切形变方向不同，而产生结构相同，位向不同的马氏体—马氏体变体。
每片马氏体形成时都伴有形状的变化。这种合金在单向外力作用下，其中马氏体顺应力方向发生再取向，即造成马氏体的择优取向。当大部分或全部的马氏体都采取一个取向时，整个材料在宏观上表现为形变。对于应力诱发马氏体，生成的马氏体沿外力方向择优取向，在相变同时，材料发生明显变形，上述的24个马氏体变体可以变成同一取向的单晶马氏体。将变形马氏体加热到As点以上，马氏体发生逆转变，因为马氏体晶体的对称性低。转变为母相时只形成几个位向，甚至只有一个位向——母相原来的位向。尤其当母相为长程有序时，更是如此。当自适应马氏体片群中不同变体存在强的力学偶时，形成单一位向的母相倾向更大。逆转变完成后，便完全回复了原来母相的晶体，宏观变形也完全恢复。
第六章 非晶态合金
一 .概念
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1. 非晶态合金俗称“金属玻璃”。以极高速度使熔融状态的合金冷却，凝固后的合金结构
呈玻璃态。
2. 拓扑无序模型认为非晶态结构的主要特征是原子排列的混乱和随机性，强调结构的无序
性，而把短程有序看作是无规堆积时附带产生的结果。
3. 溅射法是在真空中，通过在电场中加速的氩离子轰击阴极(合金材料制成)，使被激发的
物质脱离母材而沉积在用液氮冷却的基板表面上形成非晶态薄膜。 4. 将液体金属或合金急冷获得非晶态的方法统称为液体急冷法。 二 .填空
5. 非晶态在结构上与液体相似，原子排列是（短程有序）的。
6. 非晶态合金俗称“（金属玻璃）”。以极高速度使熔融状态的合金冷却，凝固后的合金结
构呈（玻璃态）。
7. 非晶态结构的另一个基本特征是热力学的不稳定性，存在向晶态转化的趋势，即（原子
趋于规则排列）。
8. 通常在理论上把非晶态材料中原子的排列情况模型化，其模型归纳起来可分两大类。一
类是（不连续模型），如微晶模型，聚集团模型；另一类是（连续模）型，如连续无规网络模型，硬球无规密堆模型等。
9. 拓扑无序模型认为非晶态结构的主要特征是原子排列的（混乱和随机性）。 10.拓扑无序模型有多种形式，主要有（无序密堆硬球）模型和（随机网络）模 型。 11.金属玻璃在磁性材料方面的应用主要是作为变压器材料、（磁头材料）、磁屏 蔽材料、（磁致伸缩材料）及磁泡材料等。 三.简答
1.列举非晶材料的制备方法
（1）真空蒸发法（2）溅射法（3）化学气相沉积法(CVD)（4）液体急冷法 2.简述溅射法及此方法制备非晶态材料的优缺点。
溅射法是在真空中，通过在电场中加速的氩离子轰击阴极(合金材料制成)，使被激发的物质脱离母材而沉积在用液氮冷却的基板表面上形成非晶态薄膜。这种方法的优点是制得的薄膜较蒸发膜致密，与基扳的粘附性也较好。缺点是由于真空度较低(1.33-0.133Pa)，因此容易混入气体杂质,而且基体温度在溅射过程中可能升高,适于制备晶化温度较高的非晶态材料。
溅射法在非晶态半导体、非晶态磁性材料的制备中应用较多，近年发展的等离子溅射及磁控溅射，沉积速率大大提高，可制备厚膜。 3.简述非晶态的结构特点
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非晶态在结构上与液体相似，原子排列是短程有序的；从总体结构上看是长程无序的，宏观上可将其看作均匀、各向同性的。非晶态结构的另一个基本特征是热力学的不稳定性，存在向晶态转化的趋势，即原子趋于规则排列。
4. 简述非晶态形成的判据
目前的判据主要有结构判据和动力学判据。结构判据是根据原子的几何排列，原子间的键合状态，及原子尺寸等参数来预测玻璃态是否易于形成；动力学判据考虑冷却速度和结晶动力学之间的关系，即需要多高的冷却速度才能阻止形核及核长大。 四 .论述
1.非晶态合金的主要特性及应用（表状或文字描述）
主要特征 高强度、高韧性 高电阻率、低温度系数 高导磁率、低矫顽力 高磁感、低损耗 高耐蚀性 恒体积、恒弹性 超导电性 高磁致伸缩 高磁能积 低居里点 低熔点、柔软性 大的霍尔效应 垂直各向异性 实际应用材料 结构加强材料 高电阻材料、精密电阻合金材料 磁分离、磁屏蔽、磁头、磁芯材料 功率变压器、磁芯材料 刀具材料、电极材料、表面保持材料 不胀钢材料、恒弹性合金材料 超导材料 应变仪、延迟线、磁致伸缩振子材料 永磁薄膜材料 磁温敏感、磁热贮存、复写材料 钎焊材料 霍尔元件 泡畴器件材料 (1) .力学性能
表6-4列出了几种非晶态材料的机械性能指标。由表中可以看出，非晶态材料具有极高的强度和硬度，其强度远超过晶态的高强度钢。表中σf/E的值是衡量一种材料达到理论强度的程度，一般金属晶体材料，σf/E≈1/500，而非晶态合金约为1／50，材料的强度利用率大大高于晶态金属：此外，非晶态材料的疲劳强度亦很高，钴基非晶态合金可达121200MPa；非晶态合金的延伸率一般较低，如表6-4，但其韧性很好，压缩变形时．压缩率可达40％，轧制率可达50％以上而不产生裂纹；弯曲时可以弯至很小曲率半径而不折断。非晶态合金变形和断裂的主要特征是不均匀变形，变形集中在局部的滑移带内，使得在拉伸时由于局部变形量过大而断裂，所以延伸率很低，但同时其他区域几乎没有发生变形。在改
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变应力状态的情况下，可以达到高的变形率(如压缩)。
非晶态合金的高强度、高硬度和高韧性可以被利用制做轮胎、传送带、水泥制品及高压管道的增强纤维；用非晶态合金制成的刀具，如保安刀片，已投入市场。另一方面，利用非晶态合金的机械性能随电学量或磁学量的变化，可制做各种元器件，如用铁基或镍基晶态合金可制做压力传感器的敏感元件。
从总体上看，非晶态合金制备简单，由液相一次成型，避免了普通金属材料生产过程中的铸、锻、压、拉等复杂工序，且原材料本身并不昂贵，生产过程中的边角废料也可全部收回，所以生产成本可望大大降低。但非晶态合金的比强度及弹性模量与其他材料比还不够理想，就目前生产情况看，产品形状的局限性也较大，这些都限制了它的应用。 (2)软磁特性
非晶态合金由于其结构上的特点——无序结构，不存在磁晶各向异性，因而易于磁化；而且没有位错、晶界等晶体缺陷，故磁导率、饱和磁感应强度高；矫顽力低、损耗小，是理想的软磁材料。目前比较成熟非晶态软磁合金主要有铁基，铁-镍基和钴基三大类，表6-6列出其成分及性能，同时，可与晶态软磁合金的相关性能数据作比较。
金属玻璃在磁性材料方面的应用主要是作为变压器材料、磁头材料、磁屏蔽材料、磁致伸缩材料及磁泡材料等。 (3)耐蚀性能
晶态金属材料中，耐蚀性较好的是不锈钢。但不锈钢在含有侵蚀性离子(如卤素离子)的溶液中，一般要发生点腐蚀和晶间腐蚀。非晶态合金在中性盐溶液和酸性溶液中的耐蚀性要比不锈钢好得多。如表6-7，在FeCl3溶液中非晶态合金的耐蚀性明显好于不锈钢。
非晶态合金的耐蚀性主要是由于生产过程中的快冷，导致扩散来不及进行，所以不存在第二相，组织均匀；其无序结构中不存在晶界，位错等缺陷；非晶态合金本身活性很高，能够在表面迅速形成均匀的钝化膜，阻止内部进一步腐蚀。目前对耐蚀性能研究较多的是铁基、镍基、钴基非晶态合金，其中大都含有铬。如Fe70Cr10P13C7，Ni-Cr-P13C7等。利用非晶态合金的耐蚀性，用其制造耐腐蚀管道、电池的电极、海底电缆屏蔽、磁分离介质及化工用的催化剂、污水处理系统中的零件等都已达到实用阶段。 (4)其它性能及应用
非晶态材料在室温电阻率较高，比一般晶态合金高2-3倍，而且电阻率与温度之间的关系也与晶态合金不同，变化比较复杂，多数非晶态合金具有负的电阻温度系数，如图6-12。
非晶态合金还具有良好的催化特性，如用Fe20Ni60B20作为CO氢化反应的催化剂。 从50年代开始，人们就发现非晶态金属及合金具有超导电性。1975年以后，用液体急冷法制备了多种具有超导电性的非晶态合金，为超导材料的研究开辟了新的领域。从发展上看，非晶态超导材料良好的韧性及加工性能应引起人们足够的重视。
第七章 磁性材料
一. 概念
1. 硬磁材料：也称为永磁材料，是指材料被外磁场磁化以后，去掉外磁场仍然保持着较强
剩磁的材料。
2. 铁磁性材料在磁场中被磁化时，沿外磁场方向其尺寸会发生微小变化，这种现象叫做磁
致伸缩。
3. 由磁场引起材料电阻发生变化的现象称为磁电阻（MR）效应。
4. 巨磁化强度材料也称为高磁化强度材料，是指饱和磁化强度高于传统的Fe和Fe-Co软
磁合金的材料。
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