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金屬玻璃
2010-08-20 01:34:44 來源:不詳 瀏覽:3092

作者:孟曙光 黃敏偉

在大多數人想到玻璃時,玻璃板的概念便迅速躍人我們的腦海中。但在一定的條件下,金屬也能做成玻璃,例如:這種玻璃可作為電力變壓器和高爾夫球棍的理想材料。巴爾的摩港,約翰斯·郝彼科恩斯(johnshopkins)大學研究員foddhufnagel正在研究一種生產超強,富有彈性和磁性特點的金屬玻璃的方法。hufnagel希望了解,金屬玻璃形成時,發生溶化金屬冷卻成固體時的金相轉變。

對科學家來講,玻璃是任何能從液體冷卻成固體而無結晶的材料。大多數金屬冷卻時就結晶,原子排列成有規則的形式稱作品格。如果不發生結晶并且原子依然排列不規則,就形成金屬玻璃。

不象玻璃板,金屬玻璃不透明或者不發脆,它們罕見的原子結構使它們有著特殊的機械特性及磁力特性。普通金屬由于它們品格的缺陷而容易變形或彎曲導致永久性地失形。對比之下,金屬玻璃在變形后更容易彈回至它的初始形狀。缺乏結晶的缺陷使得原鐵水的金屬玻璃成立有效的磁性材料。

在國家科學基金和美國軍隊研究總局的支助下,hufnagel已建立了試驗新合金的實驗室。他試圖創建一種在高溫下將依然為固體并不結晶的合金金屬玻璃,使它能成為發動機零件有用的材料。該材料也可用于穿甲炮彈等軍事場合。不象大多數結晶金屬炮彈,在沖擊后從平的形狀變為蘑菇形狀,hufnagel相信;金屬玻璃彈頭的各邊將轉向并給出最好穿透力的削尖射彈。

制造厚的、笨重形狀的金屬玻璃是困難的,因為大多數金屬在冷卻時會突然出現結晶現象,制造玻璃,金屬必會變硬,因為品格成形時會改變,從純金屬—諸如銅、鎳去創建玻璃,它將以每秒鐘一萬億攝氏度的速率下冷卻。

在1950年,冶金學家學會了通過混入一定量的金屬一諸如鎳和鋯一去顯出結晶體。當合金的薄層在每秒一百萬攝氏度的速率下冷卻時,它們形成金屬玻璃。但因為要求迅速冷卻,它們只能制造成很薄的條狀物、導線或粉末。

最近,科學家通過混合四到五種不同大小原子的元素,去形成諸如條狀的多種多樣的金屬玻璃。變化原子大小使它混合而形成玻璃從而變得更韌。這些新合金的用途之一是在商業上用來制造高爾夫球棍的頭。

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