318 工程科学学报，第43卷，第3期 APS制备的涂层，且孔隙率更低，显然耐蚀性更 对非晶合金涂层的非晶含量进行定性估计和定量 好.大量研究表明4，改善工艺可以有效地提高 计算，但方法较为繁琐而且没有一套国际上认定 非晶合金涂层质量，从而提升其耐磨性和耐蚀性 的统一标准。因此，未来研究发展方向应该是致力 相比改善工艺，通过优化工艺参数7-减小涂层 于建立一个完整的非晶合金理论体系，通过大量 的孔隙、裂纹、氧化物等缺陷，从而提高非晶合金 的计算机模拟手段来研究非晶合金特殊微观结构 涂层质量，是一种有效地提升非品合金涂层耐磨 的形成机理，并大力研究影响非晶合金非晶形成 性和耐蚀性的方法，通过控制变量法或正交实验 能力的因素，最后通过大量的经验和理论基础，开 法等实验设计方法，调节对涂层质量影响最大的 发出定量表征非晶合金涂层非品含量的国际标准 工艺参数，从而在有限的实验条件内获得最优的 (2)热喷涂制备非晶合金涂层的合金体系种 涂层.对于制备好的涂层，合理的后处理工艺也能 类少：决定热喷涂涂层性能多样性的首要条件就 有效地提高非晶合金涂层的质量，从而提升耐磨 是热喷涂材料的多样性，目前利用热喷涂制备的 性和耐蚀性.涂层热处理9，可以促进非晶品合金涂 非品合金涂层体系主要是Fe基，AI基等已知非晶 层中析出纳米晶相从而提高耐磨性，也可以一定 形成能力较强且材料成本较低的体系，也有少数 程度上减小涂层的孔隙率从而提高其耐蚀性，但 Ni基、Co基、Mo基材料用于非品合金涂层的制 热处理过程中形成的纳米晶化相会降低涂层的 备，因此，目前对于热喷涂非品合金涂层的性能的 耐蚀性，因此要选择合适的热处理温度.涂层封 研究有较大的局限性.为拓展热喷涂制备非晶合 孔50)作为一种后处理工艺，也可以通过降低涂 金涂层的性能研究及应用范围，热喷涂材料的开 层的孔隙率从而有效地提升涂层的耐蚀性和耐 发成为了未来发展的重点，而开发类似于高嫡非 磨性 品合金或其他具有特殊性能的合金体系则更有助 综上所述，目前对于热喷涂非晶合金涂层耐 开发非晶合金涂层其他优异性能 磨性和耐蚀性的研究重点主要有两个，一是通过 (3)制备非晶合金涂层的热喷涂技术有待开 改善工艺、优化工艺参数和涂层后处理等方法提 发：目前制备非品合金涂层的热喷涂技术大多为 高涂层的质量，从而有效地提高涂层的耐磨性或 传统的热喷涂技术，固有的杂质、孔隙、氧化物等 耐蚀性；二是通过研究不同工况下不同因素对非 缺陷更是束缚了非晶合金涂层性能的开发.因此， 晶涂层耐磨性和耐蚀性的影响机制，从而在不同 未来的研究方向应该是拓展新型热喷涂技术在制 的工况下针对性地提高非晶合金涂层的性能效益 备非晶合金涂层上的应用，以求在追求低成本、高 效率的同时能够得到质量更优，性能更多样的非 3结论 品合金涂层 目前热喷涂是制备非晶合金涂层的一个十分 有效的方法，具有低成本、高效率的特点，应用发 参考文献 展潜力巨大，但目前对于其性能的研究还存在一 [1]Liu C,Liu Y,Wang Q,et al.Nano-dual-phase metallic glass film 定的局限性，其性能研究的局限性应归因于以下 enhances strength and ductility of a gradient nanograined 三点问题： magnesium alloy.Adv Sci,2020,7(19):2001480 [2]Li S,Huang P,Wang F.Achieving pronounced B-relaxations and (1)对于非晶合金基础理论的研究还处在起 improved plasticity in CuZr metallic glass.JAlloys Compd,2021, 步阶段：非晶合金的诸多优异性能均来自其独特 850:156774 的微观组织结构，然而目前对于非晶合金结构不 [3]Li Q,Shang Z X,Sun X,et al.High-strength and tunable plasticity 均匀性的认知还只停留在定性分析上.首先，对于 in sputtered Al-Cr alloys with multistage phase transformations. 非晶合金长程无序、短程有序的特点和规律还没 Int J Plast,2021,137:102915 有系统性的把握，更无法通过实验来验证理论分 [4]Gao M H,Zhang S D,Yang B J,et al.Prominent inhibition 析：其次，没有开发出一套完整的理论来表征材料 efficiency of sodium nitrate to corrosion of Al-based amorphous 的非品形成能力(GFA),对于非品合金的非晶形 alloy.Appl SurfSci,2020,530:147211 [5]Gu J L,Lu S Y,Shao Y,et al.Segregating the homogeneous 成能力仍停留在试验性和经验性的阶段，无法指 passive film and understanding the passivation mechanism of Ti 导材料成分的设计；最后，没有开发出表征非晶合 based metallic glasses.Corros Sci,2021,178:109078 金涂层非品含量的标准方法，目前已知的方法有 [6] Sohrabi N,Panikar R S,Jhabvala J,et al.Laser coating of a Zr- 利用X射线衍射、透射电镜和差式扫描量热分析 based metallic glass on an aluminum substrate.Surf Coar Technol,APS 制备的涂层，且孔隙率更低，显然耐蚀性更 好. 大量研究表明[44−46] ，改善工艺可以有效地提高 非晶合金涂层质量，从而提升其耐磨性和耐蚀性. 相比改善工艺，通过优化工艺参数[47−48] 减小涂层 的孔隙、裂纹、氧化物等缺陷，从而提高非晶合金 涂层质量，是一种有效地提升非晶合金涂层耐磨 性和耐蚀性的方法，通过控制变量法或正交实验 法等实验设计方法，调节对涂层质量影响最大的 工艺参数，从而在有限的实验条件内获得最优的 涂层. 对于制备好的涂层，合理的后处理工艺也能 有效地提高非晶合金涂层的质量，从而提升耐磨 性和耐蚀性. 涂层热处理[49] ，可以促进非晶合金涂 层中析出纳米晶相从而提高耐磨性，也可以一定 程度上减小涂层的孔隙率从而提高其耐蚀性，但 热处理过程中形成的纳米晶化相会降低涂层的 耐蚀性，因此要选择合适的热处理温度. 涂层封 孔[50−51] 作为一种后处理工艺，也可以通过降低涂 层的孔隙率从而有效地提升涂层的耐蚀性和耐 磨性. 综上所述，目前对于热喷涂非晶合金涂层耐 磨性和耐蚀性的研究重点主要有两个，一是通过 改善工艺、优化工艺参数和涂层后处理等方法提 高涂层的质量，从而有效地提高涂层的耐磨性或 耐蚀性；二是通过研究不同工况下不同因素对非 晶涂层耐磨性和耐蚀性的影响机制，从而在不同 的工况下针对性地提高非晶合金涂层的性能效益. 3    结论 目前热喷涂是制备非晶合金涂层的一个十分 有效的方法，具有低成本、高效率的特点，应用发 展潜力巨大，但目前对于其性能的研究还存在一 定的局限性，其性能研究的局限性应归因于以下 三点问题： （1）对于非晶合金基础理论的研究还处在起 步阶段：非晶合金的诸多优异性能均来自其独特 的微观组织结构，然而目前对于非晶合金结构不 均匀性的认知还只停留在定性分析上. 首先，对于 非晶合金长程无序、短程有序的特点和规律还没 有系统性的把握，更无法通过实验来验证理论分 析；其次，没有开发出一套完整的理论来表征材料 的非晶形成能力（GFA），对于非晶合金的非晶形 成能力仍停留在试验性和经验性的阶段，无法指 导材料成分的设计；最后，没有开发出表征非晶合 金涂层非晶含量的标准方法，目前已知的方法有 利用 X 射线衍射、透射电镜和差式扫描量热分析 对非晶合金涂层的非晶含量进行定性估计和定量 计算，但方法较为繁琐而且没有一套国际上认定 的统一标准. 因此，未来研究发展方向应该是致力 于建立一个完整的非晶合金理论体系，通过大量 的计算机模拟手段来研究非晶合金特殊微观结构 的形成机理，并大力研究影响非晶合金非晶形成 能力的因素，最后通过大量的经验和理论基础，开 发出定量表征非晶合金涂层非晶含量的国际标准. （2）热喷涂制备非晶合金涂层的合金体系种 类少：决定热喷涂涂层性能多样性的首要条件就 是热喷涂材料的多样性，目前利用热喷涂制备的 非晶合金涂层体系主要是 Fe 基，Al 基等已知非晶 形成能力较强且材料成本较低的体系，也有少数 Ni 基、Co 基、Mo 基材料用于非晶合金涂层的制 备，因此，目前对于热喷涂非晶合金涂层的性能的 研究有较大的局限性. 为拓展热喷涂制备非晶合 金涂层的性能研究及应用范围，热喷涂材料的开 发成为了未来发展的重点，而开发类似于高熵非 晶合金或其他具有特殊性能的合金体系则更有助 开发非晶合金涂层其他优异性能. （3）制备非晶合金涂层的热喷涂技术有待开 发：目前制备非晶合金涂层的热喷涂技术大多为 传统的热喷涂技术，固有的杂质、孔隙、氧化物等 缺陷更是束缚了非晶合金涂层性能的开发. 因此， 未来的研究方向应该是拓展新型热喷涂技术在制 备非晶合金涂层上的应用，以求在追求低成本、高 效率的同时能够得到质量更优，性能更多样的非 晶合金涂层. 参    考    文    献 Liu C, Liu Y, Wang Q, et al. Nano-dual-phase metallic glass film enhances  strength  and  ductility  of  a  gradient  nanograined magnesium alloy. Adv Sci, 2020, 7（19）: 2001480 [1] Li S, Huang P, Wang F. Achieving pronounced β-relaxations and improved plasticity in CuZr metallic glass. J Alloys Compd, 2021, 850: 156774 [2] Li Q, Shang Z X, Sun X, et al. High-strength and tunable plasticity in  sputtered  Al –Cr  alloys  with  multistage  phase  transformations. Int J Plast, 2021, 137: 102915 [3] Gao  M  H,  Zhang  S  D,  Yang  B  J,  et  al.  Prominent  inhibition efficiency  of  sodium  nitrate  to  corrosion  of  Al-based  amorphous alloy. Appl Surf Sci, 2020, 530: 147211 [4] Gu  J  L,  Lu  S  Y,  Shao  Y,  et  al.  Segregating  the  homogeneous passive film and understanding the passivation mechanism of Ti￾based metallic glasses. Corros Sci, 2021, 178: 109078 [5] Sohrabi N, Panikar R S, Jhabvala J, et al. Laser coating of a Zr￾based metallic glass on an aluminum substrate. Surf Coat Technol, [6] · 318 · 工程科学学报，第 43 卷，第 3 期