金属玻璃

admin · 发表于 2013-10-28 13:56:51

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金属玻璃又称非晶态合金，它既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病．如玻璃易碎，没有延展性．金属玻璃的强度却高于钢，硬度超过高硬工具钢，且具有一定的韧性和刚性，所以，人们赞扬金属玻璃为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”．

1简介
在大多数人想到玻璃时，玻璃板的概念便迅速跃人我们的脑海中。但在一定的条件下，金属也能做成玻璃，例如:这种玻璃可作为电力变压器和高尔夫球棍的理想材料。巴尔的摩港，约翰斯·霍普金斯(Johns Hopkins)大学研究员Todd C. Hufnagel正在研究一种生产超强，富有弹性和磁性特点的金属玻璃的方法。Hufnagel希望了解，金属玻璃形成时，发生溶化金属冷却成固体时的金相转变。
对科学家来讲，玻璃是任何能从液体冷却成固体而无结晶的材料。大多数金属冷却时就结晶，原子排列成有规则的形式称作晶格。如果不发生结晶并且原子依然排列不规则，就形成金属玻璃。
不象玻璃板，金属玻璃不透明或者不发脆，它们罕见的原子结构使它们有着特殊的机械特性及磁力特性。普通金属由于它们晶格的缺陷而容易变形或弯曲导致永久性地失形。对比之下，金属玻璃在变形后更容易弹回至它的初始形状。缺乏结晶的缺陷使得原铁水的金属玻璃成为有效的磁性材料。

2生产工艺
在国家科学基金和美国军队研究总局的支助下，Hufnagel已建立了试验新合金的实验室。他试图创建一种在高温下将依然为固体并不结晶的合金金属玻璃，使它能成为发动机零件有用的材料。该材料也可用于穿甲炮弹等军事场合。不象大多数结晶金属炮弹，在冲击后从平的形状变为蘑菇形状，Hufnagel相信；金属玻璃弹头的各边将转向并给出最好穿透力的削尖射弹。
制造厚的、笨重形状的金属玻璃是困难的，因为大多数金属在冷却时会突然出现结晶现象，制造玻璃，金属必会变硬，因为晶格成形时会改变，从纯金属——诸如铜、镍去创建玻璃，它将以每秒钟一万亿摄氏度的速率下冷却。

3发展简史
金属玻璃的出现可以追溯到20世纪30年代，Kramer第一次报道用气相沉积法制备出金属玻璃，在1950年，冶金学家学会了通过混入一定量的金属——诸如镍和锆一去显出结晶体，1960年，美国加州理工学院的Klement和Duwez等人采用急冷技术制备出Au75Si25金属玻璃。当合金的薄层在每秒一百摄氏度的速率下冷却时，它们形成金属玻璃。但因为要求迅速冷却，它们只能制造成很薄的条状物、导线或粉末。
最近，科学家通过混合四到五种不同大小原子的元素，去形成诸如条状的多种多样的金属玻璃。变化原子大小使它混合而形成玻璃从而变得更韧。这些新合金的用途之一是在商业上用来制造高尔夫球棍的头。

4成分结构
大部分的金属在冷却时都会结晶，把它们的原子排列成有规则的图案，叫做格构 (lattice)。但如果结晶不出现，原子便会随机排列(random arrangement)，成为金属玻璃 (metallic glass)。
普通玻璃的原子也是随机排列，但它不是金属。金属玻璃并不透明，它拥有独特的机械 (mechanical)和磁性(magnetic)特质，不易破碎和不易变形 (deform)。它是制造变压器、高尔夫球棒和其他产品的理想物料。
目前生产的金属玻璃是较薄和较细的，因为金属冷却时很快便会结晶，所以需要非常快的冷冻。美国约翰斯鹤健士大学(John Hopkins University)的研究员何纳乔(Todd Hufnagel)，正研究如何生产有超级强力、弹力和磁力特质，但是较为大块的金属玻璃。这种新的金属会保持固体而不会在高温下结晶，这将会适于制造引擎零件及军用武器。
用铁造的金属玻璃是很好的磁性物质，而且由于加热后便变得柔软，容易铸造成不同形状的制成品。

老翻砂匠 · 发表于 2013-10-28 14:56:40

这图片怎么看怎么眼熟，不就是无锡聚会时杨总带来给大家开眼界的吗？

admin · 发表于 2013-10-29 09:20:12

回复 2# 老翻砂匠

恭喜陈工答对了，现在老杨头准备对这个项目进行生产，在论坛里物色些人选参与其中。

老翻砂匠 · 发表于 2013-10-29 09:25:27

回复 3# admin

看来老杨要发了，也但愿发了以后不会忘记热坛的众弟兄~

admin · 发表于 2013-10-29 11:17:07

回复 4# 老翻砂匠

现在正在筹划如何能和论坛里的坛友更好融合在一起搞这件事。陈工也加入吧！

高大有 · 发表于 2013-10-29 11:33:07

高，实在是高！

孤独寒松 · 发表于 2013-10-29 11:54:04

杨工来常州，制造金属玻璃浇注用的硅溶胶模壳，我与杨工见了一面，然后共进晚餐。

dhzhou8888 · 发表于 2013-10-29 12:46:01

这种材料值得关注，新材料的应用和推广需要时间。

admin · 发表于 2013-10-29 13:15:09

回复 8# dhzhou8888

我觉得还是这种新材料的应用方面，还有价格？

daoshu1127 · 发表于 2013-12-25 14:03:58

谢谢分享

2426463215 · 发表于 2014-1-4 21:15:45

这东西制备出来关键是控制冷速，快冷实现，但目前制备的东西尺寸太小，难以工业化应用，并且成本过高，只有军工等特殊行业可能用的

shuping1858 · 发表于 2014-3-2 06:03:39

非晶Fe82Si6B12条带,无晶粒化材料
金属的三次革命，金属玻璃材料
非晶Fe82Si6B12.jpg

changsheng1125 · 发表于 2014-3-31 15:31:18

不错，看样子，
主要设计两个生产过程，第一个过程是进行铸造，然后后边的成型，，，
听上去好像很好玩的样子

changsheng1125 · 发表于 2014-3-31 15:32:50

那是不是可以用于制造汽车的玻璃啊，，
然后可以的话，那市场还是很大大，，，

you1985 · 发表于 2014-3-31 17:02:26

确实很有意思，值得研究。

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