非晶金屬定義

非晶態(tài)金屬是一種固體金屬合金材料，與所有其他金屬相比，它具有不同尋常的原子級(jí)結(jié)構(gòu)。

大多數(shù)金屬在它們的固態(tài)下是結(jié)晶的。它們的原子以高度有序的狀態(tài)排列。另一方面，非晶金屬具有無(wú)序的原子排列，并且是具有玻璃狀結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)金屬。

1960 年，加州理工學(xué)院首次成功生產(chǎn)出非晶態(tài)金屬（也稱為金屬玻璃）。這種獨(dú)特的玻璃形成合金被極快地冷卻以避免結(jié)晶。該合金的首次應(yīng)用僅限于金屬絲、箔和金屬帶，因?yàn)檩^厚的材料無(wú)法快速冷卻以達(dá)到所需的非晶結(jié)構(gòu)

到 1990 年代，通過(guò)使用簡(jiǎn)單鑄造到金屬模具中的方法，以低得多的冷卻速度開發(fā)了新的非晶合金。這一過(guò)程為非晶態(tài)金屬的各種工業(yè)用途打開了大門。

非晶金屬是如何生產(chǎn)的？

非晶金屬是通過(guò)幾種不同的程序生產(chǎn)的，所有這些程序都很復(fù)雜，需要專門的設(shè)備和訓(xùn)練有素的人員。

加州理工學(xué)院的早期實(shí)驗(yàn)者了解到，他們可以通過(guò)將熔融金屬噴濺到旋轉(zhuǎn)的超冷盤上來(lái)生產(chǎn)超薄的非晶金屬帶。這種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致合金冷卻太快而無(wú)法形成晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果是一種被鎖定成玻璃態(tài)的金屬。

今天，固態(tài)反應(yīng)路線是商業(yè)上最廣泛使用的非晶金屬制備方法，其次是離子輻射和機(jī)械合金化方法。

非晶金屬的用途

非晶金屬在技術(shù)上是玻璃，但它們比普通的氧化物玻璃和陶瓷更堅(jiān)韌且不易碎。與用于電力線電絕緣體的普通普通玻璃不同，非晶金屬顯示出高度的導(dǎo)電性

非晶金屬的重要商業(yè)應(yīng)用主要是由于其特殊的磁性和高導(dǎo)電性。低磁化損耗也可用于高效變壓器。

兩種商業(yè)產(chǎn)品 Liquidmetal 和 Vitreloy 使用非晶態(tài)金屬合金制造各種物品，例如手表和手機(jī)外殼。他們使用的合金結(jié)合了許多理想的特性，例如高抗拉強(qiáng)度和優(yōu)于普通金屬的優(yōu)異耐腐蝕性。

另一個(gè)積極的品質(zhì)是其高恢復(fù)系數(shù) (COR)。這種對(duì)兩個(gè)物體之間碰撞的“恢復(fù)”以及物體回彈剩余多少動(dòng)能的測(cè)量使該材料成為制造薄面高爾夫球桿頭的理想材料。

鑄造和模塑非晶態(tài)液態(tài)金屬的能力加上其高耐磨性使其在某些情況下取代了塑料材料。Apple 正在測(cè)試使用無(wú)定形金屬的可行性，看看它們是否能夠比復(fù)雜形狀的競(jìng)爭(zhēng)材料更長(zhǎng)時(shí)間地保持無(wú)劃痕表面。

重工業(yè)還使用各種非晶態(tài)金屬作為工業(yè)機(jī)械、石油鉆桿和發(fā)電廠鍋爐管的保護(hù)涂層。
在某些情況下，金屬可以在醫(yī)療器械、軍用車輛和航空航天工業(yè)的某些應(yīng)用中替代鈦。無(wú)定形金屬棒也被用來(lái)代替動(dòng)能裝置中的貧化鈾棒。

在太空中的首批應(yīng)用之一中，液態(tài)金屬塑料被用在 Genesis 太空探測(cè)器上作為太陽(yáng)風(fēng)離子收集器。