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[交流] 【专题】（转）非晶合金材料与物理香山科学会议总结报告

转过来一起学习下

非晶合金材料与物理香山科学会议总结报告
非晶合金材料与物理

———香山科学会议第347次学术讨论会

块体非晶材料制备及相关材料科学与物理问题的研究是目前世界上材料科学和工程领域前沿研究热点之一，美国、日本、欧洲等都投入了相当的人力与物力来开展相关方面的研究与应用工作。我国在此领域也已开展约15年的工作，在具有优异功能与工程性能的Zr、Fe、Mg、Ti及稀土Ce基等新型块体非晶合金的合成，微结构表征与模拟，形变与断裂机制等方面做出了贡献，有些研究成果已在国际上产生影响。

2009年4月14～16日，以“非晶合金材料与物理”为主题的第347次香山科学会议在北京举行。北京科技大学陈国良教授、中科院金属所胡壮麒教授、上海交通大学周尧和教授、清华大学柳百新教授担任会议执行主席。来自国内24个单位的37余位专家参加了会议。本次会议总结交流了非晶材料形成理论与相关材料与物理问题研究取得的主要成就，围绕非晶合金的结构及其表征、非晶态合金的形变与断裂及非晶材料的加工成型与应用等中心议题，分析讨论在该领域中存在的关键科学与应用技术问题，预测其未来发展趋势与方向，并探讨了我国未来在该领域做出有创造性工作和取得有重要创新性结果的可行途径。大块非晶合金是一种新型金属材料，对大块非晶在科学和技术层面上的研发, 都具有重大意义

香港科技大学C. T. Liu教授应邀作了“大块非晶合金的研究进展”的主题报告。他指出: 块体非晶合金由于与各种传统材料相比具有更为优异的物理、化学、力学性能及精密成型性，在航空航天器件、精密机械、信息等领域显示出重要的应用价值。但是，玻璃形成能力与形成理论、原子尺度的结构特征、结构缺陷类型和表征方式、非均匀形变与脆性断裂、剪切带的萌生与滑移扩展、制备过程中的结构与流变特性可控制性等仍是材料科学与物理研究的重大挑战性问题。他从大块非晶合金的相变及特征温度，非晶形成能力判据，非晶合金原子结构模型，大块非晶的变形模式，非晶的强度与物理参数如：玻璃转变温度、弹性模量和热膨胀系数关联，非晶合金的独特性能特点和应用前景介绍了国际上最新动态和他的近年来的研究成果。他认为非晶合金未来的研究领域是：在原子结构方面，泰国模拟计算和实验研究，建立合理原子结构模型, 来解释大块非晶合金的物理和力学性能；在非晶形成能力方面: （1）了解和预测非晶形成能力，开发具有高非晶形成能力的大块非晶合金，特别是Ti基，Fe基和Al基合金体系；（2）在非晶合金的变形方面: 从机制上了解剪切带的孕育，扩展，分支和中止，提高大块非晶合金的压缩和拉伸塑性。利用超级计算机进行从头计算和分子动力学模拟，预测剪切带的变形行为。（3）发展非晶合金复合材料: 开发以大块非晶合金为基体的、具有优异力学和物理性能的复合材料；（4）探索大块非晶合金的独特应用领域, 特别是在微技术，压印，生物技术和涂层，（5）创新的制备和加工技术: 通过开发新技术, 降低成本，促进大块非晶合金的工程应用。

为了更好地了解发达国家在非晶合金研究领域的科技政策，会议邀请了日本东北大学陈明伟教授介绍了日本政府正在实施的 “世界顶尖国际研究中心计划（WPI）”。该计划始于2005.3.28，首先由日本内阁发布了启动第三次科技发展，创建世界30个顶尖研究中心的推荐意见。2006.7.14，日本科技厅发布了创建研发的综合战略，建立世界顶尖的研究中心以提供坚实基础战略计划，该计划上报日本内阁，内阁于2007年6月1日发布了建立25 个研发中心，作为最高重要的政策目标。该计划经过进一步修改，于2007.6.19获得内阁批准，将这些研究中心最为经济增长创新体系，来构筑世界研究中心作为日本增强国际竞争力的手段。

在这25个中心中，就有日本东北大学WPI材料研究先进中心，该中心通过集合东北大学材料科学、物理和化学的基础研究的能力，自由发展组装原子和分子的方法，以发展各种物质和材料，如纳米材料、具有硬磁和生态声光的金属玻璃等先进功能材料。该中心料科学、物理和化学领域的科学家担任首席科学家，其中有10人分别来自美国、英国、德国、法国和中国。日本政府2007年和2008年分别为该中心拨款35和71亿日元作为研究经费。陈明伟教授介绍，在日本东北大学WPI中心，非晶合金的研究居于最核心的基础研究位置，在该方向上，领军人物就是东北大学校长井上明九教授，他是世界上块体非晶合金研究的创始人之一。2009年，井上明九教授和另一位著名教授W. L. Johnson教授一起共同获得了James C. McGroddy奖。

一、非晶合金的结构及其表征

北京科技大学教授作了“金属玻璃的结构及其表征”的中心议题报告。他阐述了金属玻璃(非晶合金)结构研究中的几个重要问题。他指出：非晶合金在近程尺度存在明显的原子密集区，原子间近程相互作用导致产生各种短（中）程有序结构，是非晶固体结构的重要特点。非晶合金中近邻原子形成的短程有序结构，其有序程度、尺度和结构特征与合金成分、熔体冷却或其它制备热历史密切相关，与环境、温度、压力等外部条件也有关系。这是非晶转变的重要特点。他的小组研究、发现，熔体冷却过程中形成不同种类的短程序将增加结晶阻力，导致更大过冷，是为多种短程序过冷，提高非晶形成能力；存在大量的20面体拓扑短程序也有利于提高非晶形成能力。他们还发现非晶合金中还存在中程有序结构。研究指出，相邻的以溶质原子为中心的短程序能够通过各种共用原子的方式相互连接成一个中程有序结构。其尺度是2-3个最近邻短程序结构的组合。

他指出，非晶原子结构研究最新发展是试图把自由体积引入原子结构。他们假设非晶自由体积由原子间是否成键决定，从而提出一种与原子配位数相关联的原子尺度上表征自由体积的方法，并由此计算得到自由体积的分布规律，符合自由体积理论。通过这种方法实现了非晶中短（中）程序Cluster和自由体积的有机结合，从而得到金属玻璃的原子结构的整体特征

他们最近研究结果表明，晶体原子结构以三维周期性为特征，固液转变破坏了三维周期性结构，原子分布转向无序密排，液态冷却得到的非晶结构中每个原子周围都倾向形成密排原子壳。原子无规密堆将导致RDF峰位的特征分布。冷却过程中的结晶倾向使原子堆垛由随机密排向三维周期堆垛发展，将产生不同有序度的原子堆垛结构。因此，非晶结构不应仅有用3D有序排列来描述的SRO结构，还应该包括尺度更大的1D和2D的 MRO结构。液体冷却过程中只要尚未出现3D周期性结构，原子就被冻结，是否可认为还是发生了非晶转变？由此角度出发，也可尝试用缺位有序堆垛（IOP）来评价非晶结构中的有序堆垛结构。

山东大学边秀房教授从金属熔体结构和性质角度出发，概述了液体脆性研究的国内外现状，分析了过冷液体脆性在金属非晶形成能力研究的进展和存在的主要问题。描述了金属熔体过热脆性的物理意义，定义金属熔体液相线以上的动力学粘度对温度变化率在液相线的值，为过热脆性参数。分别利用高温X-射线衍射仪和震荡杯高温粘度计等测试手段，对金属熔体结构及相关物理性质进行研究的结构表明：金属熔体团簇的结构参数，如团簇尺寸，原子配位数，相关半径等在金属快冷过程中的变化率是表征熔体的结构稳定性的重要物理参数，揭示了熔体结构稳定性与金属非晶形成能力之间的关系。介绍了过热熔体脆性在铝基二元及多元非晶，铜基非晶和稀土基非晶等合金方面的研究结果，探讨了过冷液体脆性与过热熔体脆性之间的区别与联系，为块体金属非晶研制提供了新的思路。

大连理工大学董闯教授从团簇线方法出发提出了“团簇加连接原子”模型，来解释金属玻璃和准晶的成分规律。在这个模型中，结构被解离为两部分：第一壳层配位多面体团簇和额外的连接原子，故用团簇式表示为【团簇】【连接原子】x，其中团簇可为CN9三棱柱，CN10八面体反棱柱和CN12的二十面体，这些团簇都可从现有晶体相中得到。他进一步分析包括金属玻璃，准晶和复杂金属间相在内的复杂金属合金的成分式。他指出团簇模型的物理基础是基于Friedel震荡的球周期。进而提出了每种类型相的成分式。他用团簇式还分析了一系列复杂金属相，然而由于连接原子的数目随着相的不同而变化，这些团簇式不像金属玻璃和准晶那样简单。从这个意义上来说晶体相比看上去复杂的非周期结构更复杂。最后他指出，用团簇和连接原子表示的团簇成分式就是描述化学物质的分子式。它们不仅表示了合金相的成分而且包含了重要的结构信息。同样的分子式可以推广用于各种材料。

北京科技大学惠希东教授以非晶合金的结构与玻璃转变为题介绍了非晶合金结构研究的发展动态，指出将无序结构中的有序结构研究与非晶合金的原子结构模型结合起来，是揭示玻璃转变与结构本质的一个有效途径。特别是块体非晶合金在加热过程中具有很宽的过冷液相区，为研究玻璃转变、玻璃的结构弛豫和相分离等关键科学问题提供了方便。他还从非晶合金的原子结构及其相变和重要物理量的关联来阐述对玻璃转变的本质的进展情况，并对非晶合金的结构和玻璃转变提出了新的见解。

中国人民大学李茂枝教授作了Cu-Zr二元金属玻璃体系的微观结构特征报告。他认为，非晶态材料如金属玻璃的结构及其表征是凝聚态物理和材料科学领域中长期存在的热点和难点之一。在过去的几十年中，研究人员已经对此进行了大量的理论和实验研究，但是人们对非晶合金的三维原子结构的认识和描述远远不够。这在很大程度限制了人们对其动力学性质、力学性质以及玻璃形成和玻璃转变的认识和理解。因此，对非晶合金结构的研究和表征还需要对以下几方面进行思考和探讨：（1）研究非晶合金结构的统计性质，建立具有统计意义的结构模型；（2）深入探讨各种微观原子团簇的特征以及在非晶合金的结构中所起的作用。例如，二十面体团簇是如何影响非晶合金的结构？与其他种类的原子团簇之间的关系如何？（3）如何确定和表征结构中的中程序特征？（4）原子团簇和中程序是如何影响非晶合金的动力学性质、力学性质以及玻璃形成能力的。他们针对CuZr二元金属玻璃体系，从理论和实验上研究了体系的结构特征。提出了一个统计分析方法，研究了各种原子团簇之间的空间关联特性，并发现，在CuZr体系中而是面体的原子团簇在空间有很强的关联，并倾向于堆积成链状，进而形成网络结构。这些研究有助于理解非晶合金材料中的中程序特征、动力学性质以及玻璃态的形成。

浙江大学蒋建中教授作了非晶合金原子结构探讨的报告，他认为：对金属玻璃结构和行为的深入认识将有助于材料设计和应用。应采用同步辐射和中子等先进实验技术, 结合先进理论计算技术，来过热、深过冷金属熔体和非晶态合金的原子结构。在极端条件下(高温,高压,拉伸)研究非晶合金原子结构可得到加深人们对非晶合金本质的认识。

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二、块体非晶合金的非晶形成能力与设计

非晶形成能力是非晶合金材料研究中的关键问题之一。认识影响合金材料非晶形成能力的主要因素，掌握提高非晶形成能力的方法，提出非晶合金的成分设计准则等对材料学科的自身发展和非晶合金的开发应用都有十分重的意义。清华大学柳百新院士在他的主题报告中指出，基于多体势分子动力学模拟揭示非晶态合金形成的物理本质是固溶体晶格在溶质原子超过临界值时的失稳而转变为非晶态结构，并由此可计算出合金系中保持固溶体晶格的临界固溶度和非晶合金存在的成分范围，即将临界固溶度和非晶形成能力建立关联，并指导成分设计。柳百新院士课题组还采用多层膜离子束混合技术，在具有正混合热的Y-Mo和Ag-Nb系中制备出了非晶合金。所采用的多层膜离子束混合技术是一种不同于传统液态快速凝固技术、具有更强的制备非晶合金能力的非晶合金制备新方法。同组的李家好老师还提出了可适用于三种主要结构（fcc, bcc, hcp）金属的原子相互作用长程经验多体势，在第一原理计算辅助下，通过分子动力学模拟估算了Ni－Hf－Ti、Ni－Nb－Ta系合金的非晶形成能力。估算结果与实验结果符合较好。

非晶形成能力的热力学和动力学判据是合金的设计的依据，但由于非晶合金涉及的问题非常复杂，目前仍难有普遍适用的判据。上海交通大学李金富教授较全面地总结了国内外有影响的非晶形成能力的热力学和动力学判据，比较了各个判据的优点和特点，提出了尚未解决的主要问题，提出今后应从非晶自身结构出发，认识非晶合金形成过程中的主导因素，揭示其物理本质，建立合金熔体性质、凝固方式等相互间的关联，加强基于计算机技术的表征等研究。

中科院物理所汪卫华研究员总结了稀土基块体非晶合金的研究进展和关于稀土基合金非晶形成能力的研究成果。我国是稀土资源大国，我国在稀土基非晶合金研究开发中一直处于世界领先地位，开发出了很多有优异性能和特色鲜明的稀土基块体非晶合金。受到了国内外同行的高度好评。汪卫华研究员介绍了他们利用模量关联判据在稀土基非晶合金开发中取得成绩，以及稀土基块体非晶合金各种特性与组元、成分的关联性。并强调今后加强稀土非晶合金功能材料开发具有重大意义。

中科院金属所徐坚研究员介绍了基于原子尺度结构特征设计具有宏观塑性块体非晶合金的研究工作。由于非晶合金原子尺度结构特征的表征目前还未取得突破，要澄清和理解非晶合金的结构和性能间的关系目前仍是极富挑战的课题。尽管现已开发出一些具有大塑性和超大塑性的块体非晶合金，但仍无法建立预测大塑性非晶合金成分的有效方法。徐坚研究员课题组基于计算机模拟结果对非晶合金中原子近程排列进行了分类，将原子团簇划分为完整二十面体和不规则多面体，根据它们发生剪切转变难易程度所对应的表现出不同塑性变形能力特点，设计和合成了Hf-Ni-Al三元合金，预测了其塑性变形能力的大小和与成分的关联性，预测结果与实验结果吻合较好。

中科院金属所张海峰研究员做了题为“块体非晶合金制备、性能与应用”的报告。非晶合金的制备技术对合金的非晶形成能力和块体非晶合金临界尺寸有显著影响。张海峰课题组采用原位测温技术测量了和分析了合金熔体喷铸前的温度对合金非晶形成能力的影响，发现熔体温度对非晶形成能力存在显著影响，提高合金熔体温度有利于增加非晶合金样品的临界尺寸。张海峰课题组还在非晶合金应用中取得了一系列有影响的研究成果，部分成果已开始投入应用。

在报告结束后，与会代表对主题内容——块体非晶合金的非晶形成能力与非晶合金设计进行了热烈讨论。代表们认为尽管非晶合金是一个十分复杂的体系，需要解决的问题很多，但我国学者近年已在多个领域取得重要进展。在本主题中，清华大学柳百新院士报告了一种新的非晶合金制备方法——离子束混合法，并建立了原子势，对模拟计算意义重大；中科院物理所汪卫华研究员从模量出发，指出了模量与非晶形成能力、性能等之间的关系，对高性能块体非晶合金开发有重要意义；中科院金属所徐坚研究员提出应先提高非晶形成能力、扩大高形成能力合金成分范围，然后再调制性能、设计性能，为高性能块体非晶合金开发奠定基础；中科院金属所张海峰研究员指出要重视块体非晶合金制备过程和制备技术对块体非晶合金制备与非晶形成能力的影响，关注浇铸前合金熔体的温度、性质对非晶制备的影响，为进一步提高合金的非晶形成能力和保证块体非晶合金质量和性能稳定性提供技术基础和实验依据。

正如陈国良院士指出的那样，非晶转变过程仍然是一个黑箱。在非晶态结构形成前存在各种竞争，非晶合金本身可以认为是一个结晶被阻碍的结晶过程终止态或未完成态，非晶形成的动态过程尽管十分复杂，但开展相关研究十分必要。与会代表一致认为尽管围绕非晶形成能力和非晶合金设计还存在很多非常复杂的问题，但我国已形成一支具有多学科背景、具有很好研究基础、具有多位经验丰富的老专家、来自高校－科研院所—高技术企业的年富力强的中青年学者，相信经过努力能使我国在非晶合金研究领域走在世界前列，为提升我国在高技术领域的竞争力打下坚实基础。

三、非晶态合金的形变和断裂

日本东北大学陈明伟教授在题为“非晶合金力学行为的微观机制”的中心议题报告中指出，晶态金属合金的组织－结构－性能间有强关联性，而非晶态合金中这种关联性尚未建立，其根本原因是非晶合金的脆性或韧性的原子尺度微观机制尚未了解。非晶合金剪切应变很可能通过原子团（剪切转变区，STZ）的运动实现，而探明STZ的尺度则是理解非晶合金局域化剪切变形物理机制的重要一环。他介绍了一种实验表征STZ尺度的方法，利用变速率的纳米压入实验测得了不同体系非晶合金的应变速率敏感系数，并藉此计算出STZ的尺度，发现韧性的非晶合金具有较大的STZ尺度，这表明，在临界应力下韧性非晶合金中有更多的原子被激活。

中国科学院力学研究所戴兰宏研究员指出，非晶合金的形变和断裂研究中的一个核心问题是剪切带的形成与演化机理及其能量耗散机制。提出自由体积与热耦合软化促进剪切带形成和演化，其中自由体积软化起到主控作用，而热软化在后期诱致断裂过程中起主要作用。他指出非晶合金的变形和断裂机制研究今后需要关注的几个方面：发展高时空分辨率的实验技术；多尺度理论表征与数值模拟技术；剪胀效应的起源与作用机制；多重剪切带形成与演化动力学。

北京科技大学吕昭平教授指出，非晶合金变形行为和力学性能的尺度效应在非晶合金应用和理解宏观变形机制方面都具有重要意义。现有的实验结果表明，非晶合金的尺寸效应尚存在较大的争议，其原因是小样品的制备受很多外来因素影响，同时样品本身的不均匀性、杂质、缺陷以及测试设备的差异都会显著影响实验结果。根据自己的研究结果，他提出剪切面上的能量密度与样品尺寸无关，但不同尺度的样品达到临界能量密度的速率不同，并提出了一种基于STZ势垒连续分布和微观失稳的变形模型。

哈尔滨工业大学沈军教授在题为“非晶合金在准静态加载条件下的动态断裂”的报告中指出，通过断裂特征的研究可能为寻找非晶合金韧化途径提供重要帮助，如断口周期性条纹特征与剪切带的关系将为重新认识剪切带的形成提供思路。这方面还需关注：如何将韧性非晶脉络花样断口和脆性非晶纳米条纹断口统一起来，找出普遍遵循的规律；非晶合金动态断裂过程周期性条纹形成机理及其与金脆性或韧性的关系；非晶合金塑性及断裂模式对化学成分高度敏感的机制等。

清华大学姚可夫教授指出近来大塑性非晶合金的研究进展极大地推动了相关研究，使人们看到了克服非晶合金脆性的希望。在非晶合金塑性变形和加工硬化现象等研究中应加强以下方面的研究：非晶合金形变的微观机制及其与微结构特征的关联；非晶合金的加工硬化机制及影响非晶合金加工硬化的关键因素和控制方法，探索获得非晶合金室温拉伸塑性的途径；研究非晶合金的强韧化机理，探索各种强韧化方法，为非晶合金的安全使用提供科学依据。

中国科学院金属研究所张哲峰研究员在题为“非晶合金材料的形变与断裂”的报告中，通过对单晶体材料滑移变形屈服准则基本思想的理解，提出了非晶合金材料剪切屈服判据以及一般的变形与断裂规律，在此基础上将晶体材料、非晶合金与氧化物玻璃的强度与断裂方式联系起来，提出以临界剪切强度与解理强度之比值作为评价材料塑性变形能力的判据。在对不同体系非晶合金材料力学行为研究的基础上，将不同的非晶合金材料划分为剪切型非晶和破碎型非晶，探讨了发展高韧性非晶合金材料可能的设计思路。
四、非晶材料的加工成型与应用

周少雄研究员在题为“非晶材料应用研究与产业化”的中心议题报告中总结了美国、日本、德国在非晶软磁带材和丝材方面的技术进展，介绍了我国在非晶软磁条带生产技术的开发和产业化进展，介绍了在自主知识产权保护方面的做法。指出今后应加强对厚非晶带材、超薄非晶带材和磁敏传感元件的开发。

柳林教授在题为“非晶合金的微成型技术及新材料探索”的发言中，总结了国外在微成型领域研究的最新进展，指出非晶合金是微成型器件的理想材料。提出在微成型研究中今后需要注意的几个问题：微成型过程的摩擦效应、流变行为和结构性能控制。

刘日平教授在题为“非晶合金的成型与加工”的发言中介绍了我国在薄壁、大尺寸零件的铸造和超塑性成型方面的最新研究结果，指出非晶合金在过冷液相区的超塑成型和铸造成型是成形复杂零件的主要方法，美国对这方面的研究非常重视，已制备出复杂的齿轮、型材和光学器件，我国也应当加强这方面的研究。

沈宝龙教授在题为“铁钴基非晶合金在磁性材料领域的应用与存在的问题”的发言中总结了铁钴基非晶合金在产业化过程中存在的一些问题，如提高非晶形成能力、饱和磁化强度和巨磁阻效应，降低磁致伸缩等，希望引起研究工作者的重视。

张涛教授在题为“非晶合金的精密净成形性研究”的发言总结了我国在非晶的铸造成型性能的研究方面的最新进展，指出非晶合金的铸造成型性能与非晶形成能力有密切的关系，非晶形成能力强的合金具有精密铸造成型的特性，指出非晶合金的铸造成型性能研究是非常重要的方向。

与会专家针对非晶合金的加工成型和应用进行了自由讨论，认为非晶合金材料不仅有优异的力学、磁学和耐腐蚀等性能，而且可以象塑料一样在低温成型，这些特性决定了非晶合金有着非常重要的应用价值。耶鲁大学的科学家在《NATURE 12 February 2009》报道了非晶合金在纳米尺度上具有精确的形状“复制”性能的研究结果，证明该材料是一种优秀的微、纳米器件的成型材料和模具材料。非晶合金优异的微成型性能，将大大降低微、纳米器件的成型和加工成本，在微电子和微机电等领域，具有广泛的应用前景，孕育着巨大的市场（近千亿美元）。此外，非晶合金在军事（穿甲弹）、航天（太阳风收集器）、海洋工程（耐蚀涂层）、石油化工（催化降解）、通讯（手机、电脑外壳）和体育（高尔夫球头）等领域有着明显可见的应用前景，非晶合金产业化孕育着巨大的商业利益，同时也是体现国家在高技术领域的核心竞争力的重要标志。因此，发达国家如美国、日本和欧洲等国在国家层面上组织大的研究课题，将最优秀的科学家和企业的工程师组织在一起进行联合攻关，意图在技术和产业化进程中占领制高点。

我国在块体非晶合金领域的研究虽然时间不到20年，但是在科技部和国家自然科学基金委员会的支持下，在该领域的研究已取得一系列国际水平的研究成果，尤其在大塑性块体非晶的研究方面取得了世界一流的研究成果，得到了国际同行的公认。我国科学家的研究成果从数量和质量两方面已全面挤身世界前列，在国际上产生了重要的影响。我国目前在该领域已形成了具有国际水平的研究队伍，聚集了一批优秀的青年科学家（与会的代表中有11名杰出青年基金获得者）。在加工成型技术和工程应用方面，我国的研究人员也进行了卓有成效的探索性研究：非晶软磁材料的电磁性能和非晶薄带的工业化制备技术，非晶薄带的产业化技术水平接近美国和日本，在变电器、电动机等产品上进行了工业化的应用；非晶粉体催化材料的开发也确的一定的进展，在石油钻机的催化除蜡中得到应用。但是，与我国科学家的科学研究成就相比，该领域中的加工成型技术和应用方面的研究相对比较薄弱。其主要原因是加工成型技术研究需要大的人力和财力的投入，需要借助政府的力量和企业界的参与进行联合攻关。非晶合金材料加工成型技术的研究是工程应用的必由之路，如果在该领域的研究得不到足够的重视的话，我国在该领域的科研优势就不能及时转化成技术优势和工业优势，在产业化竞争中将处于弱势。

中国科学家在该领域的研究已具备了较强的国际竞争力，政府和科研管理机构应对该领域的研究应当给予高度的重视，从国家层面组织非晶合金材料加工成型技术的攻关，加快非晶合金材料产业化步伐，使我国在产业化进程中进入领先行列，在非晶合金材料加工成型和应用的研究中占领制高点。与会科学家们建议，我国政府应当不失时机的组织优秀的科学家和企业进行联合攻关，解决加工成型过程的关键技术问题：非晶合金粉体材料及其涂层技术、块体非晶合金的微成型技术、块体非晶在过冷液相区的超塑性精密成型工艺、非晶合金的近净铸造成型技术、非晶合金大型薄壁零件的精密成型和加工技术、金属玻璃基复合材料的半固态成型技术、非晶合金型材的连续成型技术等。力争在2-3个合金体系的加工成型技术研究方面取得突破，尤其在低成本非晶合金材料体系及其工业化的生产工艺的开发方面取得突破，形成整套的工艺技术研究成果，早日将这种性能优异的新金属材料产业化，将科学优势转换成产业优势和经济优势。

在加工成型技术和工程应用方面，我国的研究人员也进行了卓有成效的探索性研究：非晶软磁材料的电磁性能和非晶薄带的工业化制备技术，非晶薄带的产业化技术水平接近美国和日本，在变电器、电动机等产品上进行了工业化的应用；非晶粉体催化材料的开发也确的一定的进展，在石油钻机的催化除蜡中得到应用。但是，与我国科学家的科学研究成就相比，该领域中的加工成型技术和应用方面的研究相对比较薄弱。其主要原因是加工成型技术研究需要大的人力和财力的投入，需要借助政府的力量和企业界的参与进行联合攻关。非晶合金材料加工成型技术的研究是工程应用的必由之路，如果在该领域的研究得不到足够的重视的话，我国在该领域的科研优势就不能及时转化成技术优势和工业优势，在产业化竞争中将处于弱势。

五、总结与展望

美国工程院院士、中国工程院外籍院士刘锦川教授和日本东北大学陈明伟教授共同指出：非晶合金材料是上帝给人类的一个礼物，不仅在科学研究方面蕴藏着巨大的机遇，同时也孕育着继钢铁、塑料之后“第三次材料工业革命”。我国在块体非晶合金领域的研究虽然时间不到20年，但是在科技部和国家自然科学基金委员会的支持下，在该领域的研究已取得一系列国际水平的研究成果，尤其在大塑性块体非晶的研究方面取得了世界一流的研究成果，得到了国际同行的公认。我国科学家的研究成果从数量和质量两方面已全面挤身世界前列，在国际上产生了重要的影响。我国目前在该领域已形成了具有国际水平的研究队伍，聚集了一批优秀的青年科学家（与会的代表中有11名杰出青年基金获得者）。中国科学家在该领域的研究已具备了较强的国际竞争力，政府和科研管理机构应对该领域的研究应当给予高度的重视，从国家层面组织非晶合金材料的攻关研究，加快非晶合金材料产业化步伐，使我国在非晶合金的研究中占领制高点。

与会科学家们还建议，我国政府应当不失时机的组织优秀的科学家和企业进行联合攻关，解决加工成型过程的关键技术问题：非晶合金粉体材料及其涂层技术、块体非晶合金的微成型技术、块体非晶在过冷液相区的超塑性精密成型工艺、非晶合金的近净铸造成型技术、非晶合金大型薄壁零件的精密成型和加工技术、金属玻璃基复合材料的半固态成型技术、非晶合金型材的连续成型技术等。力争在2-3个合金体系的加工成型技术研究方面取得突破，尤其在低成本非晶合金材料体系及其工业化的生产工艺的开发方面取得突破，形成整套的工艺技术研究成果，早日将这种性能优异的新金属材料产业化，将科学优势转换成产业优势和经济优势。

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专业: 材料物理与化学

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hslining(金币+3,VIP+0):都是牛 6-7 19:04

与会人员名单

姓名
职称
工作单位

陈国良
教授
北京科技大学新金属材料国家重点实验室

胡壮麒
教授
中科院金属研究所

周尧和
教授
上海交通大学材料学院

柳百新
教授
清华大学材料系

刘锦川
教授
Metals and Ceramics Division, Oak Ridge National Laboratory, USA

陈明伟
教授
Institute for Materials Research, Tohoku University, Japan

边秀房
教授
山东大学材料学院

蒋建中
教授
浙江大学材料科学与工程系

李茂枝
教授
中国人民大学物理系

惠希东
教授
北京科技大学新金属材料国家重点实验室

董闯
教授
大连理工大学

戴兰宏
研究员
中科院力学研究所

李金富
教授
上海交通大学材料科学与工程学院

张哲峰
研究员
中科院金属研究所

沈军
教授
哈尔滨工业大学材料学院

姚可夫
教授
清华大学机械工程系

徐坚
研究员
中科院金属研究所

张涛
教授
北京航空航天大学材料学院

周少雄
研究员
安泰科技股份有限公司

张海峰
研究员
中科院金属研究所

刘日平
教授
燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室

沈宝龙
研究员
中国科学院宁波材料技术与工程研究

柳林
教授
华中科技大学材料学院

李家好
博士
清华大学材料系

卢志超
研究员
国家非晶微晶合金工程技术研究中心

魏炳忱
研究员
中科院力学研究所

逄淑杰
教授
北京航空航天大学材料学院

庄艳歆
教授
东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室

寇生中
教授
兰州理工大学材料科学与工程学院

张勇
教授
北京科技大学新金属材料国家重点实验室

杨元政
教授
广东工业大学材料与能源学院

张志
教授
河南理工大学材料科学与工程学院

吕坚
教授
香港理工大学机械工程学系

汪卫华
研究员
中科院物理研究所

吕昭平
教授
北京科技大学新金属材料国家重点实验室

潘明祥
研究员
中科院物理研究所

熊国祥
研究员
香山科学会议

杨炳忻
教授
香山科学会议

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3楼2009-06-07 08:22:32

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