Аморфный порошок – это порошкообразный материал из металла или сплава с неупорядоченным расположением атомов, который сочетает в себе превосходные свойства аморфных сплавов (такие как высокая прочность, высокая коррозионная стойкость, уникальные магнитные свойства и т.д.) с гибкостью обработки порошковых материалов.
Аморфный порошок - это порошкообразный материал из металла или сплава с неупорядоченным расположением атомов, который сочетает в себе превосходные свойства аморфных сплавов (такие как высокая прочность, высокая коррозионная стойкость, уникальные магнитные свойства и т.д.) с гибкостью обработки порошковых материалов.
Ниже представлены характеристики, методы получения, области применения и тенденции развития:
1. Структурные свойства
● Долгосрочный беспорядок, краткосрочный порядок: атомное расположение без периодических границ зерен, только локальная краткосрочная регулярная структура, так что и прочность металлической связи, и вязкость стеклянного состояния.
● Отсутствие дефектов по границам зерен: избегая проблем зернограничной коррозии и усталостного разрушения традиционного кристаллического порошка, механические свойства более однородны.
2. Механические свойства
● Сверхвысокая прочность и твердость: прочность на разрыв может достигать более 3000 МПа (намного превышая 200-800 МПа обычной стали), а твердость (HV) может достигать 1000-1500, что подходит для износостойких сцен.
● Отличная пластичность и усталостная прочность: аморфная структура делает распределение напряжений равномерным, может выдерживать большие пластические деформации до разрушения, а усталостная прочность на 1-2 порядка выше, чем у кристаллических сплавов.
3. Магнитные свойства
● Высокая проницаемость и низкие потери: аморфный порошок на основе железа и кобальта обладает отличными мягкими магнитными свойствами, низкой коэрцитивной силой (<1 Oe), потери сердечника составляют всего 1/3-1/5 от кремниевой стали, подходит для высокочастотных электромагнитных приложений.
4. Физические и химические свойства
● Коррозионная стойкость: плотное расположение атомов и однородный состав аморфной структуры, так что его коррозионная стойкость в кислотных и щелочных средах лучше, чем у нержавеющей стали (например, скорость коррозии аморфного железа на основе железа <0,01 мм / год в 3,5% растворе NaCl).
● Высокое удельное сопротивление: удельное сопротивление в 2-3 раза выше, чем у кристаллического сплава, что может уменьшить потери от вихревых токов и подходит для высокочастотных электронных устройств.
5. Характеристики обработки
● Гибкость формования: детали сложной формы могут быть изготовлены с помощью технологии порошковой металлургии (например, горячего прессования, лазерного плавления, литья под давлением и т.д.), что позволяет преодолеть ограничения традиционных аморфных сплавов, которые трудно обрабатывать.
● Потенциал композитного улучшения: с керамикой, полимерами и другими композитами, высокопроизводительные композитные материалы могут быть подготовлены (например, аморфный порошок - углеродное волокно арматуры).
1. Аэрокосмическая и оборонная промышленность
● Стелс-материалы: Высокие характеристики магнитных потерь аморфного порошка на основе железа могут поглощать радиолокационные волны и используются для стелс-покрытий или структурных компонентов.
2. Энергетика и мощность
● Мягкие магнитные устройства: Нанокристаллические сердечники из аморфного порошка железа используются в высокочастотных трансформаторах (например, в зарядных устройствах OBC для электромобилей), катушках беспроводной зарядки для снижения потерь энергии.
● Сравнение: потери в аморфных сердечниках на 70 % ниже, чем в кремниевой стали, и на 50 % меньше.
3. Электроника и информационные технологии
● Радиочастотные компоненты: Аморфный порошок на основе железа используется для приготовления радиочастотных индукторов и магнитных экранов, используя его высокую проницаемость (μ>10⁴) и низкую коэрцитивную силу, подходящую для оборудования связи 5G.
●Расходные материалы для 3D-печати: Аморфные порошки используются для печати сложных электромагнитных компонентов, таких как миниатюрные датчики, детали микроэлектромеханических систем (MEMS) по технологии SLM (выборочное лазерное плавление).
● Типовые: Аморфный порошок на основе железа
● Основные ингредиенты: Fe-B-Si-Cr-Ni
● Основные свойства: Высокая твердость (HV 1100),Отличная коррозионная стойкость
● Сценарии применения: Износостойкое покрытие,Магнитный сердечник