Аморфные металлы (металлическое стекло) известны с 1960 года. В своем твердом состоянии эти металлы не являются кристаллическими, в отличие от «обычных» металлов с кристаллической решеткой. Но аморфный металл – вовсе не стекло, которое бьётся и не пропускает электроток; аморфный металл – полноценный электропроводящий материал. В прошлом эти удивительные металлы получали очень сложными методами (один из них – сверхбыстрое охлаждение расплава, «тушение»), и в малых количествах. Сегодня существуют аморфные стали, прочность которых втрое выше, чем у обычных стальных сплавов.
Качества аморфных металлов
Качества аморфных металлов: вкратце – это всегда сплав, а не чистый металл, причем в комбинации должны быть атомы существенно разных «габаритов», что уменьшает свободный объем и увеличивает вязкость расплава. В сплаве могут присутствовать слабые участки кристаллизации, что только улучшает износостойкость и коррозионную стойкость, но не приводит к повышению жесткости, как у обычных сплавов с четкой кристаллической решеткой.
Некристаллическая структура сплава и дает ему «силу», поскольку нет структурных дефектов, ограничивающих прочность. Аморфный сплав имеет более высокие пределы и упругой деформации, и текучести при растяжении, но, важно отметить, все это вовсе не делает его супер-материалом - на сегодняшнем этапе. Дело в том, что по пластичности и скорости снижения прочности в результате усталости аморфные металлы-стекла пока еще уступают своим традиционным поликристаллическим собратьям. В частности, проблема повышения пластичности аморфного сплава на сегодня одна из самых актуальных.
Аморфный сплав обладает твердостью, но при этом не имеет кристаллической решетки. Удивительно – но факт. Из этого удивительного свойства аморфных металлов следуют и их качества: форму и свойства материала можно «настраивать, сохраняя прочность» - об этом говорится в сообщении ТАСС от 3-го июля. Российские ученые подошли к решению вопроса создания нового аморфного сплава, который станет основой для множества промышленных изделий, долговечных и экономичных, и заменит собой ряд импортных материалов.
Новый высокопрочный сплав с аморфным эффектом
Алюминий, никель, кобальт, медь и цирконий – на этой базе будет создан высокопрочный металл с сохранением аморфного эффекта. Разработана формула создания новых сплавов в Екатеринбурге. Новый сплав будет сочетать коррозионную стойкость, пластичность и твердость, и при этом сохранит способность переходить в аморфное состояние. Уже более полувека известно, что такие сплавы намного проще в обработке и эксплуатации, чем кристаллические «классические» модели. Коллектив российских ученых приступает к исследованию коррозионных свойств новых сплавов, при различных вариациях указанных компонентов (алюминий, никель, кобальт, медь, цирконий). Нужно также понять, как себя покажут новые сплавы в агрессивных средах, например – в морской воде.
Применение аморфных металлов
В авиационно-космической отрасли, в частности – зондовые солнечные коллекторы Генезис были сделаны из очень дорогого аморфного металло-стекла.
Лекарства и инструменты, хирургические имплантаты и скальпели для офтальмологии уже доступны в мире. Они очень твердые и превосходят инструменты из нержавеющих сплавов по многим параметрам, включая снижение травматичности. Рассматриваются изделия из металлического стекла также как биосовместимые компоненты для хирургии, биомиметики, нано-медицины.
Аморфные металлы незаменимы в оборонной промышленности, а в будущем обещают стать основой новейшей бытовой электроники, а также примут участие в снаряжении для спорта и туризма, и в ювелирном искусстве: аморфную платину совершенно невозможно поцарапать или как-то повредить сделанную из нее оправу драгоценного камня.
Что касается строительных материалов с металлическим стеклом, то они возможны, но пока еще находятся в широкой фантастической перспективе: будущие ультрапрочные и красивые отделки, усиление наружных стеновых панелей, и возможно, даже и несущих конструкций зданий, и многие другие чудеса.
