فلز شیشه ای

دانشنامه عمومی

( به انگلیسی: metallic glass ) دسته ای از فلزات هستند که ساختار اتمی نامنظمی ( آمورف ) همچون ساختار شیشه ها دارند. اغلب فلزات دارای ساختار بلورین ( ساختار اتمی منظم ) در حالت جامد می باشند. برخلاف شیشه ها که از نظر هدایت الکتریکی ضعیف هستند، این فلزات هدایت الکتریکی خوبی دارند. روش های مختلفی برای تولید این فلزات وجود دارد که شامل سرد کردن خیلی سریع، واکنش حالت جامد، پرتوافکنی یونی و آلیاژ کاری مکانیکی می باشد. [ ۱] [ ۲]
در گذشته مقادیر بسیار کمی از فلزات شیشه ای به روش سرد کردن خیلی سریع تولید شده است. در این روش متداول برای تولید فلزات شیشه ای فلز مذاب با نرخ چند میلیون درجه در ثانیه سرد می شود. سرعت بالای سرد کردن مذاب اجازه نمی دهد تا ساختارهای اتمی بلورین ( منظم ) شکل بگیرند و موجب تشکیل ساختارهای اتمی آمورف ( نامنظم ) می شود. اخیراً گروهی از آلیاژها با نرخ سرد شدن بحرانی نسبتاً پایین، به تولید فلزات شیشه ای با ضخامت نسبتاً بالا ( بیشتر از ۱ میلی متر ) کمک کرده اند که به آن ها فلزات شیشه ای کپه ای می گویند. . فلزات مایع نام دسته ای از فلزات شیشه ای کپه ای است که فلز تیتانیم به عنوان فلز پایه ای آن ها در نظر گرفته می شود. محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا روی این فلزات تحقیقات گسترده ای را انجام داده اند. اخیراً فلزات شیشه ای تولید شده است که استحکام آن ها سه برابر بیشتر از آلیاژهای فلزی معمولی می باشد.
اولین فلز شیشه ای آلیاژی از شیشه و سیلیسیم بود که در سال ۱۹۶۰در مؤسسه فناوری کالیفرنیا تولید شد. [ ۳] این دسته از فلزات از طریق سرد شدن سریع ( مگاکلوین در ثانیه ) که مانع تشکیل ساختار بلوری می شود تولید شده بودند. در سال ۱۹۶۹ آلیاژی با ۷۷٫۵ ٪ پالادیوم ، ۶٪ مس، ۱۶٫۵٪ سیلیکون با نرخ سرمایش بحرانی نسبتاً پایین ( ۱۰۰–۱۰۰۰ کلوین در ثانیه ) ساخته شد. در سال ۱۹۷۶ اچ. لیبرمن و سی. گراهام روش جدید چرخ دوار سریع فوق سرد رابرای تولید نوارهای نازک از فلزات شیشه ای ابداع کردند که آلیاژ مورد استفادهٔ آن ها متشکل از نیکل، فسفر، آهن و برم بود. [ ۴] ( به انگلیسی  : Metglas ) مت گلاس اوایل دهه ۱۹۸۰ برای ساخت ترانسفورماتورهای فلزات شیشه ای تجاری سازی شد. اوایل دههٔ ۸۰ میلادی شمش های شیشه ای به قطر ۵ میلی متر و با ضخامت بیشتر ( سانتی متر ) تولید شد. محققان مؤسسهٔ فناوری کالیفرنیا و دانشگاه توهوکو توانستند به نرخ سرمایش بحرانی پایین تر ( ۱–۱۰۰کلوین در ثانیه ) برسند. در دههٔ ۹۰ میلادی آلیاژها به گونه ای توسعه پیدا کردند که نرخ سرمایش بحرانی آن ها به چند کلوین در ثانیه رسید که این نرخ به اندازه ای پایین است که با ریخته گری ساده در قالب های فلزی امکان پذیر می باشد. مطالعات بیشتر و توسعهٔ تحقیقات در این زمینه به رؤیای تولید فلزات شیشه ای کپه ای با ضخامت های چند سانتی متری جامهٔ عمل پوشانید. روش دیگری که به تولید فلزات شیشه ای کمک می کند استفاده از آلیاژهایی با ذرات مختلف و متفاوت ( معمولاً ۴ نوع ذره یا بیشتر ) است که در هنگام سرمایش به سختی و به کندی می توانند جهت گیری مناسب برای تشکیل ساختار بلورین را بگیرند و به همین سبب ساختار ماده آمورف می شود. به این پدیده، پدیدهٔ اغتشاش می گویند. در سال۱۹۹۲ آلیاژ شیشه ای ویترلوی ( به انگلیسی :vitreloy ) در مؤسسه فناوری کالیفرنیا و همچنین دپارتمان انرژی ناسا به عنوان مادهٔ قابل استفاده در صنایع هوایی توسعه پیدا کرد. در سال ۲۰۰۴ فلزات شیشه ای کپه ای در دو گروه مجزا تولید شدند:یک گروه در آزمایشگاه ملی اوک ریج ( به انگلیسی :oak ridge national laboratory ) و گروه دیگر در دانشگاه ویرجینیا ( به انگلیسی :virginia university ) . تحقیق و توسعه دربارهٔ این دسته از فلزات به دلایل خواص ویژهٔ آن ها همچنان ادامه دارد.
عکس فلز شیشه ایعکس فلز شیشه ایعکس فلز شیشه ای
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف

پیشنهاد کاربران

بپرس