Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Метали који се могу обликовати као пластика

На атомској скали, уопштено говорећи, чврсте материје су или кристалне или аморфне. У кристалима, атоми или молекули попуњавају простор у понављајућем, уредном распореду, као што су сложене топовске кугле или ћелије у саћу. Столна со је згодан пример. У аморфним материјалима, међутим, атоми или молекули су паковани заједно насумично, без понављања аранжмана. Стакло је уобичајен примјер, а „аморфни“ и „стакласто“ се обично користе као синоними.

Многе чврсте материје могу постојати у кристалном или стакластом стању. Ако се растопљени материјал брзо замрзне, атоми или молекули имају мање времена да се слегну у уредан распоред пре него што нестану енергије, и морају да се замрзну тамо где се налазе. Настала чврста твар је вероватније стакласта. Међутим, ако се споро замрзну, атоми или молекули могу да пронађу своја "одговарајућа" места и да се сместе у регуларну структуру. Добијена чврста супстанца је вероватније да буде кристална.

Карактеристике метала се обично манипулишу на овај начин, користећи различите термичке третмане. Под микроскопским прегледом, метали су зрнасти, а свако зрно је волумен унутар којег су атоми распоређени у високо уређеној кристалној структури. Уопштено говорећи, што се брже метал хлади, то су мање кристалне зрна и природно се поставља питање: Да ли је могуће замрзнути растопљени метал довољно брзо да се кристална зрна уопште не формирају? Добијени комад метала би био потпуно стакласт, са суштински случајним паковањем његових атома.

Испоставило се да је ово веома тешко урадити. Са чистим металима, готово је немогуће: Сви атоми су исте величине и лако се спајају, и нема практичног начина да се топлота извуче из растопљеног узорка довољно брзо да би се спречило да падну у њихов уредни кристални распоред, као што је то случај. билијарске кугле у троуглу. Једном када почнете да мешате метале да бисте направили легуре, међутим, бавите се атомима који нису све исте величине, а стратегија сугерише: Изаберите мешавину атома са расподелом величина која се не пакује уредно у свемир.

Тек 1960. године стаклени метали су заправо произведени у лабораторији, од легуре која се састоји од три атома сребра за сваки атом силиција. Да би се узорци довољно брзо охладили, била су потребна разрађена средства, која су морала бити мала и танка - жице, траке или фолије дебљине мање од 100 микрометара. Али концепт је доказан, а циљ за истраживаче је био да смање “критичну стопу хлађења” довољно далеко да би се стаклени метални предмети могли направити у већим величинама, без скупих метода хлађења.

Деведесетих година прошлог века, истраживачи у ЦалТецх-у су успели. Прва комерцијална аморфна метална легура уведена је 2003. године на ЦалТецхов спин-офф Ликуидметал Тецхнологиес. Зове се Витрелои 1, то је око 40% цирконијума, 20% берилиума, и 10% сваког од титана, бакра и никла.

Витрелои 1 и његови наследници имају низ изузетних својстава. Они су јаки, тврди и (за разлику од кристалних метала) не замрзавају се значајно на смрзавању, па се могу ињекционо обликовати, обликовати дувањем и на други начин формирати користећи исте економске процесе као што је пластика. Пројектовање алата за аморфне метале захтева обраћање пажње на критичну брзину хлађења материјала; ако се неки волумен дијела хлади преспоро, легура ће се кристализирати, скупити и покварити.

Данас се Ликуидметалове аморфне легуре налазе у спортској опреми, војној опреми и потрошачкој електроници. Дијелови су отишли ​​у иПхоне и друге мобилне телефоне. Ако сте врући за куповину комада, тренутно, најбоље је да уловите један од СанДискових Црузер Титаниум модела УСБ уређаја, који се баве спортским случајевима од ствари. Неки Хеад тениски рекети и Равлингс бејзбол палице такође садрже аморфне делове легуре. Ликуидметал Тецхнологиес, ​​нажалост, не обезбјеђује узорке, осим уговореном продајом, у сврху тестирања и процјене, према уговору о неоткривању. Они су стекли бројне патенте, међутим, то је чоколада са занимљивим техничким детаљима. УС7017645 је нарочито поучан о методама за обликовање калупа за аморфне легуре, а оригинални Витрелои патент (УС5288344), који је истекао 2013. године, укључује осам формулација за легуре које су "показале да су аморфне када су изливене у слоју дебљине 5мм. "

Удео

Оставите Коментар