一、非晶合金材料简介

　　非晶合金是指固态条件下原子的三维空间呈拓扑无序状排列，而且在一定的温度范围内保持相对稳定的状态，又称为金属玻璃。

　　特点：成分均一、结构均一（没有晶体缺陷）、优异的机械性能和化学性能

　　非晶合金材料的制备

　　传统制备方法制备仪器及工艺要求苛刻；仅限于粉末状、带状及有限形状的块体。

　　二、非晶合金涂层及制备

　　为了扩展非晶合金材料在工程领域的大面积的应用，大量研究表明，采用热喷涂技术制备的非晶合金涂层具有优异的物理、化学性能。

　　热喷涂技术：成本低、效率高、面积大、环境友好、涂层至密

　　非晶合金涂层：高强度、高硬度、优异的耐磨性能、优异的耐腐蚀性能、优异的耐空蚀性能

　　热喷涂技术种类

　　1、等离子喷涂（ps）

　　优点：效率高、涂层致密、结合强度高

　　缺点：喷涂材料只能是粉末、对粉末粒要求高

　　2、电弧喷涂（EAS）

　　优点：直接喷涂丝材，成本低、效率高、设备操作简单

　　缺点：孔隙率较高

　　3、超音速火焰喷涂（HVOF）

　　优点：图层综合性能较好：优异的耐磨、耐腐蚀，良好的磁学、热学性能

　　缺点：存在未熔颗粒

　　集中热喷涂技术制备非晶合金涂层的喷涂参数及涂层性能

　　常见的非晶合金涂层

　　三、非晶合金涂层的应用

　　1、钻具耐磨带，通过主流标准钻杆钻井进尺约7000米后，外观形貌及实测数据比较显示：铁基晶体结构耐磨带（气保护焊）剩余厚度不到1mm；铁基晶体结构耐磨带（等离子喷焊）剩余1mm左右，有明显掉块脱落；钛合金（晶体结构）耐磨带（气保护焊）基本磨平且严重氧化；铁基非晶体结构耐磨带（气保护焊）剩余厚度超过2mm。可见，非晶的耐磨性及耐腐蚀性都显示出优异的性能，在钻杆的制造应用中起到了很好的作用。

　　2、往复泵柱塞，在注水泵上， 传统晶体结构的金属材料柱塞使用寿命为20天到45天，而使用非晶结构合金材料的柱塞使用寿命在180天以上。

　　3、高压球阀修复、叶轮修复、发动机制造和再制造、CFB水冷壁防护等，由于非晶合金涂层的优良耐磨性能，在喷涂完非晶材料之后24个月，其表层依旧完好，层厚度未发生可分辨的变化，表面粗糙度没有明显改变，基本无厚度缺失。而喷涂晶体结构合金材料，使用12个月后涂层已结全部被磨耗。

　　4、在水电站转轮室抗气蚀、船舶防腐上也应用颇广。在水电站转轮室采用非晶涂层材料喷涂，运行一年后，看不到气蚀痕迹。而未采用非晶涂层处气蚀严重，材料性能已大部分失效。说明非晶涂层对抗气蚀非常有效，解决了长期困扰水电行业的气蚀难题。

　　四、非晶合金涂层发展趋势

　　发展状况

　　目前，国外热喷涂非晶合金涂层已经开始商业化推广，而国内基本仍处于对非晶合金涂层材料制备工艺及耐腐蚀、耐磨损性能的理论研究阶段，实际应用较少。

　　实际应用

　　热喷涂非晶合金涂层技术的开发应用，对我国金属结构件的腐蚀与防护、强化修复产业的升级改造，以及发展国家倡导的节能经济、循环经济以及环境保护方面，具有重要意义。