金屬在從液態冷卻凝固的過程中有確定的凝固點,原子按一定的規律排列,形成晶體;而玻璃從液態到固態是連續變動的,沒有明確的分界線,即沒有固定凝固點。因此,金屬是一種典型的晶體材料,它的許多特性是由其內部晶體結構決定的;而玻璃卻是一種非晶體材料,固態玻璃和液態玻璃內部原子呈無序排列。
你好!很高興為你解答, 要了解“金屬玻璃”,首先得了解什么是金屬,什么是玻璃以及兩者的差別。金屬在從液態冷卻凝固的過程中有確定的凝固點,原子按一定的規律排列,形成晶體;而玻璃從液態到固態是連續變動的,沒有明確的分界線,即沒有固定凝固點。因此,金屬是一種典型的晶體材料,它的許多特性是由其內部晶體結構決定的;而玻璃卻是一種非晶體材料,固態玻璃和液態玻璃內部原子呈無序排列。
1960年,美國科學家皮?杜威等首先發現某些液態貴金屬合金(如金?硅合金)在冷卻速度非常快的情況下,當金屬內部的原子來不及“理順”位置,仍處于無序狀態時,便馬上凝固了,成為非晶態金屬。這些非晶態金屬具有類似玻璃的某些結構特征,故稱為“金屬玻璃”。一開始,這種金屬玻璃大都是很薄的帶狀材料,應用受到限制。20世紀80年代,隨著“塊體金屬玻璃”的問世(直徑達到毫米級),非晶態金屬的應用才有所推廣。
塊體金屬玻璃雖然是種難得的好材料,但它們主要是以鋯或鉑等作為主要元素機體,成本非常高。材料科學家們20年來一直在尋找便宜的大塊金屬玻璃,直到現在才取得突破性進展。目前他們研究出來的這代金屬玻璃,以50%的鐵,加上鉬、釔、錳、碳、硼、鉻和鈷等化學元素,混合而成。其突破在于:首先是在技術上,合金的玻璃形成能力大為增強。與過去相比,釔的加入使材料形成非晶態能力大大增強,合金材料的冷卻速度放慢了許多;其次,合成材料用的鐵等其他元素都比較便宜,所以成本較低;三是產品的尺寸比過去大,過去金屬玻璃棒直徑只能以毫米計算,現在可以達到1.2厘米。更主要的是,通過他們對此種非晶態合金形成機理的詳細研究,人們對此類材料的制備、形成能力以及所涉及的凝固過程都有了進一步的認識。
這種新型金屬玻璃最主要特點和優勢是:硬度是常規鋼材的兩倍;由于它內在組合沒有縫隙,所以有很強的抗腐蝕能力,不變質,重量輕;在一定的溫度下有很高的柔性,它可以像泥巴一樣,任你怎么捏都可以,但完全冷卻后又非常堅硬。其不足之處是韌性不夠理想。
對于此類材料的用途,呂昭平認為非常廣泛。由于它的超常堅硬,在軍事上可以用于制造槍炮子彈、導彈和裝甲車等。在體育上,適合于許多體育用品。比如用在高爾夫球桿上,就可以有更大的反彈力,使球能打得很遠。它也可以用在電腦和手機的外殼上,輕便、美觀、堅硬。它的性能和特點更為許多珠寶商帶來商機。總之,它的用途不勝枚舉。
1960年,美國科學家皮?杜威等首先發現某些液態貴金屬合金(如金-硅合金)在冷卻速度非常快的情況下,當金屬內部的原子來不及“理順”位置,仍處于無序紊亂狀態時,便馬上凝固了,成為非晶態金屬。這些非晶態金屬具有類似玻璃的某些結構特征,故稱為“金屬玻璃”。
金屬玻璃是一種優異的磁性材料,具有高飽和磁感應、低鐵損等優點,同時還具有較高的耐磨性和耐腐蝕的特點。如果用金屬玻璃來制造收錄機的磁頭,可以避免磁頭尖部的脫落現象,降低磁頭與磁帶摩擦發出的噪聲,這將會給人們帶來優美、清晰的音質和理想的音響效果。
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