Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » المعادن غير المتبلورة (الزجاج المعدني)

المعادن غير المتبلورة (الزجاج المعدني)

1960
  • Pol Duwez
مشهد مختبري مع عالم يصب سبيكة منصهرة للمعادن غير المتبلورة في فيزياء الحالة الصلبة.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

Amorphous metals, or metallic glasses, are alloys with a disordered, non-crystalline atomic structure, similar to that of common glass. This is achieved by cooling the molten سبيكة at extremely high rates (e.g., [latex]10^6[/latex] K/s), preventing the atoms from organizing into a regular crystal lattice. Lacking grain boundaries, they exhibit unique properties like high strength, elasticity, and مقاومة التآكل.

The creation of an amorphous metal requires bypassing crystallization during solidification. Every liquid, when cooled, has a thermodynamic driving force to crystallize, but this process takes time for atoms to arrange themselves. By cooling the molten alloy faster than this critical rate, the liquid’s disordered structure is ‘frozen’ into the solid state. The first amorphous alloy, Au₇₅Si₂₅, was produced by Pol Duwez’s team using a ‘gun technique’ to propel a molten droplet onto a cold copper substrate, achieving the necessary rapid quenching.

كان التحدي الكبير هو تقييد استخدام الأشرطة أو الرقائق الرقيقة جدًا، حيث لم يكن من الممكن استخراج الحرارة بسرعة كافية من المقاطع الأكثر سمكًا. أدى ذلك إلى تطوير الزجاج المعدني السائب (BMGs). BMGs هي سبائك متعددة المكونات (عادةً 3 عناصر أو أكثر) ذات أحجام ذرية كبيرة غير متطابقة، مما يُحبط عملية التبلور ويُقلل بشكل كبير من معدل التبريد الحرج المطلوب، مما يسمح بصب أجزاء يبلغ سمكها عدة سنتيمترات. على عكس المعادن البلورية التي تتشوه بشكل بلاستيكي من خلال حركة الخلع، تتشوه الزجاجات المعدنية بشكل مرن تحت إجهادات أعلى بكثير. بمجرد تجاوز حد المرونة، يتمركز التشوه في مناطق ضيقة تسمى نطاقات القص، مما يؤدي غالبًا إلى فشل كارثي مع ليونة إجمالية ضئيلة أو معدومة. هذا المزيج من القوة الشديدة والمتانة المحدودة هو مجال رئيسي للبحث الجاري.

UNESCO Nomenclature: 2211
- فيزياء الحالة الصلبة

يكتب

المواد

الاضطراب

تزايدي

الاستخدام

متخصصة/متخصصة

السلائف

  • فهم تكوين الزجاج في السيليكات والبوليمرات
  • تطوير تقنيات التصلب السريع (على سبيل المثال، الغزل المنصهر، إخماد الرش)
  • النظريات الديناميكية الحرارية للنواة ونمو البلورات
  • مفهوم درجة حرارة انتقال الزجاج في البوليمرات

التطبيقات

  • نوى المحولات عالية الكفاءة بسبب انخفاض فقدان الهستيريسيس المغناطيسي
  • السلع الرياضية الراقية مثل رؤوس مضارب الجولف ومضارب البيسبول
  • أغلفة الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية (مثل الهواتف الذكية والساعات)
  • شفرات ومشارط جراحية دقيقة
  • طلاءات مقاومة للتآكل للأجزاء الصناعية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

Related to: amorphous metal, metallic glass, non-crystalline, rapid cooling, bulk metallic glass, glass transition, high strength, corrosion resistance, solid state physics, shear bands.

السياق التاريخي

المعادن غير المتبلورة (الزجاج المعدني)

1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1960

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.