1960年,美国科学家Duwez等首先发现,高温液态金属在103~107K/s的冷却速度下快速凝固,使合金组织和性能发生了重大变化。这一发现,为全世界的物理冶金和材料科学工作者开辟了一个全新的领域。30多年来,关于金属快速凝固工艺的研究有了长足的进展,发展了熔体溅射急冷法,雾化急冷法,表面急速熔凝法等多种快凝工艺。大量的研究结果表明,快速凝固可以实现对合金凝固过程的结晶控制与偏析控制,使晶粒细化2一3个数量级,可以得到非晶体合金,从而使材料的各项性能,包括强度、塑性、耐磨性、耐蚀性、磁性以及触媒效率等都有了大幅度提高和显著的改善。
金属性能与晶相组织之所以能在快速凝固时发生显著的变化,主要源于超常传热条件下的超常相变。金属快速凝固过程实质上是一种非平衡凝固过程。由于在快凝过程中,液/固相变界面的前进速度很快,当晶体生长速度超过液相中溶质原一子的扩散速度时,固液界面前沿的溶质原子将部分或全部被生长着的固相所吞没,即发生所谓溶质捕获,最后导致材料内部结构偏离平衡态,出现过饱和固溶体,使材料处于亚稳态。正是这种非平衡的相变过程给新材料的箭体结构和性能带来了一系列重大变异。 2100433B
