Новости / Новые технологии / Металлическое стекло

Металлическое стекло


Металлическое стекло не является индустриальной новинкой. О свойствах, которые приобретает металл после плавления и последующего быстрого охлаждения под давлением, сообщил Пол Дювец в 1960 году. Изобретателю удалось создать тонкую металлическую пленку, названную сверхбыстрозамороженным аморфным металлом. Охлаждение не позволяло начаться процессу кристаллизации. Дювец добивался эффекта способом, кажущимся современным ученым примитивным. Расплавленный металл выливался на быстро вращающийся, максимально охлажденный барабан из меди.

Изделие, полученное со скоростью охлаждения 106 К/с, оказалось слишком тонким для практического применения и оставалось опытным образцом до сегодняшних дней. Разработки на нано уровне позволили ученым вспомнить об открытии семидесятилетней давности и выполнить его релиз на нано уровне. В современных лабораториях сумели изготовить объемные металлические стекла.

Связывать структуру металла позволяют дендриты (рассеянные кристаллы). Дендриты внедряются в металлическую аморфную массу до начала процесса кристаллизации. Рассеянные кристаллы, созданные из неметаллических элементов, создают разупорядочение и поддерживают аморфное состояние. Они же образуют эластичную «сетку». Становятся «заплатками» на линиях скольжения, не дают появиться трещинам. В результате получается поликристаллический материал.

В настоящий момент созданы металлические стекла из таких металлов: цирконий, медь, никель и железо. В качестве дендритов используют шесть добавок неметаллических элементов. Для получения металлических стекол применяют «старый» метод быстрого охлаждения расплавленного металла и метод термопластичного формования. В результате получают новое химическое вещество, обладающее рядом уникальных свойств. Материал удивительно гибок, обладает повышенным противодействием изгибу и сжатию, высоким порогом износа, уникальными противокоррозийными свойствами. Полученный металл эластичен. После снятия нагрузки он восстанавливает прежнюю форму, но мгновенно разрушается, если давление переходит критическую величину.

Сейчас в лабораториях ведутся работы по поиску технологии, которая удешевит конечное изделие. Вторая проблема металлического стекла – низкая сопротивляемость растяжению. В современной ипостаси металлическое стекло нашло практическое применение в медицине – микроэлектромеханические системы, имплантаты, производство хирургических инструментов.

Последние исследования позволили создать новый материал с сочетанием циркония, титана, меди и беррилия. Данная комбинация позволила шире применять прессформы для микроштамповки изделия. Разные пресс-формы позволяют создавать металлические стекла различной толщины с разными поверхностями, что расширяет сферу их применения. При давлении 15 MPa за 90 секунд и температуре 270 ° C происходит формование в пресс-форме:
из никеля плоскости толщиной 500 нМ (выпуклая ромбовидная матрица),
из кремния – толщина 200 нМ (ячеистая ромбообразная поверхность),
полимерная – 100 Нм (упорядоченные впуклые сферы),
алюминий – 1 нМ (выпуклые нано цилиндры),
термопластичная формовка дает изделие толщиной 500 нМ с поверхностью, состоящей из комбинации нано цилиндров.

Этот состав лишен зернистости, присущей металлам, получают физические свойства, зависящие от толщины конечного продукта. При толщине больше миллиметра стекло показывает пластичность при сжатии и разрушается при растяжении или изгибе. При толщине менее одного миллиметра - появляется пластичность при изгибе. Толщина менее 10 Нм резко увеличивает пластичность материала при любых способах деформации.

Вновь полученные свойства позволили применить металлическое стекло (МС) для создания объемных микроизделий, которые нашли применение в космонавтике и оборонной промышленности. Ученые предрекают скорое использование МС в гражданской промышленности. Единственное, что сейчас мешает широкому применению материала, его высокая стоимость.

ООО «Индбоард»

Добавлено: 2010-12-25

Что можно сделать?



Похожие новости:

Поделиться с друзьями

 

 

Комментарии и отзывы пользователей отсутствуют. Вы можете первым оставить свой комментарий, если Вам есть, что сказать.

 

Ваш комментарий