非晶材料

张秀澹

非晶材料是指原子排列不规则的固体材料。非晶材料在国外被称为“梦般的材料”、“划时代的材料”。目前，正在大力开展研究和推广使用的非晶材料有非晶半导体和非晶合金。

非晶半导体的研究以非晶硅为中心。非晶硅的制造可采用半导体制造工艺中常采用的溅射法、真空蒸发法、离子工艺法、等离子体化学气相淀积法和无机物合成法等。但是，大多是采用等离子体化学气相淀积法。

由于非晶硅的光吸收系数大，并可通过加微量杂质改变其导电类型及电阻率等，所以已用它制作薄膜非晶硅太阳电池。非晶硅太阳电池的主要特点是成本低廉，为结晶硅太阳电池1/50，已用作电子手表、计算器、电子玩具等电源。另一方面，利用非晶硅的光导性能好这一特点，已用它制作电子复印机、摄像管等的感光膜以及薄膜晶体管、二级管、耦合器、传感器等。

非晶合金的研究以FeBSic和FeBSi系的非晶磁性材料为主。它透磁率高、损耗低、高频特性好、硬度高。其开始应用于磁头、高频磁心、传感器等，接着用于电力变压器。在电力变压器中，如用非晶磁性材料代替硅钢片，其损耗可降到1/30。因此，从节能角度出发，美国、日本等国都致力于发展非晶变压器。但是，目前市场上只能提供100mm宽度的非晶磁性材料（预期不久的将来可达到150mm），只适合于制造0.5～100KVA的变压器。根据现在的制作技术，则可制造2000KVA的变压器。

推广使用非晶磁性材料的关键是价格问题。毫无疑问，非晶磁性材料的价格将随原材料产量的增加、制造工艺的改进、需要量的增加而降低。但在FeBSiC和FeBS i系材料中含有高价的B，因此材料成本的下降受到一定的限制，如采用连续的生产方式，预计到1986年，非晶磁性材料的价格约为硅钢片的两倍，到那时，低损耗带来的经济效益，完全能补偿它们之间的价格差而获得广泛应用。