块状非晶合金生产难度较高，大型块状非晶仍有待技术突破
非晶合金历经近百年发展，合金成分不断丰富：1934 年，德国科学家 Kramer 首次采用气象沉积的方法制备出非晶合金薄膜。1950 年，Brenner 用电沉积法制备出了 Ni-P 非晶合金镀层，提高耐磨性和耐腐蚀性，后在钢铁冶炼工业的连铸连轧结晶器中获得广泛应用。1987 年日本东北大学金属研究所用金属铜模具铸造方法发现La-Al-Ni-Cu（ 镧系 ）、Mg-Y-Ni-Cu（镁系）和Zr-Al-Ni-Cu（锆系）等具有强非晶形成能力的块体非晶合金体系。之后美国加州理工学院的 Peker 和 Mukherjee 通过掺金属Be的方法，发现了非晶形成能力超强的Zr-Ti-Cu-Ni-Be 合金系。
块体非晶 合金生产难度较高，真空压铸成型适用于薄壁复杂零件：非晶合金具有亚稳态结构特点，难采用常规的锻压或焊接工艺进行零件加工，目前可行的技术手段为利用块体非晶合金的流动性进行铸造成型。晶态合金在平衡条件下进行凝固，由于不需要快速冷却，可以很容易地充满铸型。而非晶合金由于亚稳态特性，合金液体必须以极快的冷却速率将其液态结构冻结成固态，过程中也没有结晶潜热的释放，因此为非晶合金的充型能力和流动性带来问题，出现浇不足、气穴等现象。为解决这些问题，目前常见的工艺手段有：超塑性成型、真空压铸（注射）成型、真空吸铸成型、水淬法 、铜模吸附法、定向凝固法等工艺。
块状非晶合金生产工艺
资料来源：CNKI
目前技术难以实现大型块状非晶合金规模化生产：受限于非晶合金的制造工艺，若尺寸较大则内部难以实现非晶化，因此非晶合金的制造存在尺寸限制（最大临界尺寸）。大多数种类的非晶合金最大临界尺寸均在10mm 以内，1997 年发明的 Pd 基合金达到 72mm，2019 年东南大学的沈宝龙等人通过电弧熔融负压直接冷却得到最大直径 16.52mm 的非金合金锭，但与其他合金相比仍有较大差距，一定程度上限制了非晶材料的应用。未来随着技术进步，块状合金有望突破结构件尺寸限制，实现大型超强结构件的规模化生产。
