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俄提出改善金属玻璃特性新方法

   2020-10-27 科技日报董映璧150
核心提示:俄罗斯国家研究型工艺大学科研人员通过选择合金成分和炼制合金系统,开发出一种处理立体金属玻璃的独特方法,由此可扩大金属玻璃

俄罗斯国家研究型工艺大学科研人员通过选择合金成分和炼制合金系统,开发出一种处理立体金属玻璃的独特方法,由此可扩大金属玻璃材料的应用范围。相关研究结果近日发表在国际《合金与化合物》期刊上。


与结晶形态不同的是,金属玻璃是一种彼此互相远离的原子缺乏规律性排列的材料,因此它们具有强度高、弹性好、抗腐蚀性高等特点,应用在仪器制造、机械制造、医学和磁—电工学领域。


但俄罗斯国家研究型工艺大学的科研人员指出,广泛应用金属玻璃的一个障碍是它们的脆度高,科研人员开发的金属玻璃的新型处理方法有助于解决这一问题。


该项目科研负责人、俄罗斯国家研究型工艺大学教授德米特里·卢兹金解释说,合金成分和炼制合金系统的选择有助于绕过这个问题:在比玻璃固化温度低100度左右的情况下逐渐冷却,有助于使金属玻璃避免脆性,从而取得立体样本的增塑作用和样本的硬化。他称,合金最初的无定形矩阵的分解方式影响着所获取材料的性质,需视样本的几何形状而定,立体或带状样本能取得不同结果。


发明这种方法的研究者、俄罗斯国家研究型工艺大学有色金属学系研究员安德烈·巴兹洛夫介绍说,对立体样本而言,通过把均质无定形相分解为两个,达到在室温下伸长率为1.5%的情况下能够提高金属玻璃的可塑性。对于带状样本而言,在保持弯曲和压缩弹性的情况下,通过分离7纳米左右的二次无定形相玻璃状纳米粒子,金属玻璃的硬度可提高25%。

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”。

由于金属玻璃没有金属那样的晶粒边界,腐蚀剂无空子可钻,所以从根本上解决了金属晶界的腐蚀问题,能经受多种化学溶液的腐蚀,有良好的化学稳定性。它的抗腐蚀性要比不锈钢强100倍。金属玻璃还具有很好的超导性和抗核辐射能力等难得的优良性能。人造卫星上的太阳能电池是单晶硅电池,这种电池价格昂贵,如果将硅制成非晶硅(即硅金属玻璃)其价格就便宜多了,太阳能电池也就能更好地推广和普及。

 
标签: 金属玻璃
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