什么是非晶金属?

2021-06-0316:52:01什么是非晶金属?已关闭评论

什么是非晶金属?

非晶金属定义

非晶态金属是一种固体金属合金材料,与所有其他金属相比,它具有不同寻常的原子级结构。

大多数金属在它们的固态下是结晶的。它们的原子以高度有序的状态排列。另一方面,非晶金属具有无序的原子排列,并且是具有玻璃状结构的非晶态金属。

1960 年,加州理工学院首次成功生产出非晶态金属(也称为金属玻璃)。这种独特的玻璃形成合金被极快地冷却以避免结晶。该合金的首次应用仅限于金属丝、箔和金属带,因为较厚的材料无法快速冷却以达到所需的非晶结构

到 1990 年代,通过使用简单铸造到金属模具中的方法,以低得多的冷却速度开发了新的非晶合金。这一过程为非晶态金属的各种工业用途打开了大门。

非晶金属是如何生产的?

非晶金属是通过几种不同的程序生产的,所有这些程序都很复杂,需要专门的设备和训练有素的人员。

加州理工学院的早期实验者了解到,他们可以通过将熔融金属喷溅到旋转的超冷盘上来生产超薄的非晶金属带。这种运动导致合金冷却太快而无法形成晶体结构。结果是一种被锁定成玻璃态的金属。

今天,固态反应路线是商业上最广泛使用的非晶金属制备方法,其次是离子辐射和机械合金化方法。

非晶金属的用途

非晶金属在技术上是玻璃,但它们比普通的氧化物玻璃和陶瓷更坚韧且不易碎。与用于电力线电绝缘体的普通普通玻璃不同,非晶金属显示出高度的导电性

非晶金属的重要商业应用主要是由于其特殊的磁性和高导电性。低磁化损耗也可用于高效变压器。

两种商业产品 Liquidmetal 和 Vitreloy 使用非晶态金属合金制造各种物品,例如手表和手机外壳。他们使用的合金结合了许多理想的特性,例如高抗拉强度和优于普通金属的优异耐腐蚀性。

另一个积极的品质是其高恢复系数 (COR)。这种对两个物体之间碰撞的“恢复”以及物体回弹剩余多少动能的测量使该材料成为制造薄面高尔夫球杆头的理想材料。

铸造和模塑非晶态液态金属的能力加上其高耐磨性使其在某些情况下取代了塑料材料。Apple 正在测试使用无定形金属的可行性,看看它们是否能够比复杂形状的竞争材料更长时间地保持无划痕表面。

重工业还使用各种非晶态金属作为工业机械、石油钻杆和发电厂锅炉管的保护涂层。
在某些情况下,金属可以在医疗器械、军用车辆和航空航天工业的某些应用中替代钛。无定形金属棒也被用来代替动能装置中的贫化铀棒。

在太空中的首批应用之一中,液态金属塑料被用在 Genesis 太空探测器上作为太阳风离子收集器。

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