Maison » Métaux amorphes (verre métallique)

Métaux amorphes (verre métallique)

1960
  • Pol Duwez
Laboratory scene with scientist pouring molten alloy for amorphous metals in solid state physics.

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 alloy 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 résistance à la corrosion.

The creation of an amorphous metal requires bypassing crystallization during solidification. Every liquid, when cooled, has a thermodynamique 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.

A significant challenge was the limitation to very thin ribbons or foils, as heat could not be extracted quickly enough from thicker sections. This dirigé to the development of Bulk Metallic Glasses (BMGs). BMGs are multi-component alloys (typically 3 or more elements) with large atomic size mismatches, which frustrates the crystallization process and dramatically lowers the required critical cooling rate, allowing for the casting of parts several centimeters thick. Unlike crystalline metals that deform plastically through dislocation motion, metallic glasses deform elastically to much higher strains. Once their elastic limit is exceeded, deformation localizes into narrow regions called shear bands, often leading to catastrophic failure with little to no overall ductility. This combination of extreme strength but limited toughness is a key area of ongoing research.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Physique de l'état solide

Taper

Matériau

Perturbation

Incrémentale

Usage

Créneau/spécialité

Précurseurs

  • compréhension de la formation du verre dans les silicates et les polymères
  • développement de techniques de solidification rapide (par exemple, filage à chaud, trempe par projection)
  • théories thermodynamiques de la nucléation et de la croissance cristalline
  • le concept de la température de transition vitreuse dans les polymères

Applications

  • noyaux de transformateur à haut rendement grâce à une faible perte par hystérésis magnétique
  • articles de sport haut de gamme comme des têtes de clubs de golf et des battes de baseball
  • boîtiers pour appareils électroniques grand public (par exemple, smartphones, montres)
  • lames chirurgicales et scalpels de précision
  • revêtements résistants à l'usure pour pièces industrielles

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

!niveaux !!! Adhésion obligatoire

Vous devez être membre de l'association pour accéder à ce contenu.

S’inscrire maintenant

Vous êtes déjà membre ? Connectez-vous ici
Related to: amorphous metal, metallic glass, non-crystalline, rapid cooling, bulk metallic glass, glass transition, high strength, corrosion resistance, solid state physics, shear bands.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

DISPONIBLE POUR DE NOUVEAUX DÉFIS
Ingénieur mécanique, chef de projet, ingénierie des procédés ou R&D
Développement de produits efficace

Disponible pour un nouveau défi dans un court délai.
Contactez-moi sur LinkedIn
Intégration électronique métal-plastique, Conception à coût réduit, BPF, Ergonomie, Appareils et consommables de volume moyen à élevé, Production allégée, Secteurs réglementés, CE et FDA, CAO, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, ISO 13485 médical

Nous recherchons un nouveau sponsor

 

Votre entreprise ou institution est dans le domaine de la technique, de la science ou de la recherche ?
> envoyez-nous un message <

Recevez tous les nouveaux articles
Gratuit, pas de spam, email non distribué ni revendu

ou vous pouvez obtenir votre adhésion complète - gratuitement - pour accéder à tout le contenu restreint >ici<

Contexte historique

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

Retour en haut

Vous aimerez peut-être aussi