美發明處理金屬玻璃新方法


據美國物理學家組織網近日報道,金屬玻璃用途廣泛,但用其制造零件時成本高昂,而且容易留下瑕疵?,F在,美國科學家研發出一種名為快速火花成型的新技術,該技術能低成本、快速地制造出無瑕疵、形狀各異的金屬玻璃零件。
該項目的領導人、加州理工學院工程和應用科學教授威廉姆·杰森在13日出版的《科學》雜志上表示,新方法將徹底改變冶金領域的面貌。
1960年,加州理工學院的科學家們首先發現了金屬玻璃,金屬玻璃既有金屬和玻璃的優點,又克服了它們各自的弊病,其強度是工業用鋼鐵的3倍、柔韌性是鋼鐵的10倍,廣泛應用于航空航天和消費電子等領域。
金屬玻璃在用來制造有用的零件時,必須被加熱到500攝氏度左右,達到軟化并變成濃稠的液體才能鑄造成型。但在濃稠的液態下,金屬玻璃的原子很快會自發地“各就各位”形成晶體,避免其快速結晶是制造金屬玻璃零件時面臨的主要挑戰。
以前,人們主要通過將金屬玻璃加熱到結晶相的熔點之上(一般都超過1000攝氏度)來制造金屬玻璃零件。人們將熔融的金屬玻璃投入一個鐵模具中,讓其在結晶之前冷卻。但有個問題:鐵模具一般只能承受600攝氏度左右的溫度,因此,需要經常替換,這就大大增加了生產成本。而且,在1000攝氏度高溫下,液態金屬玻璃的流動性很強,很容易潑濺,讓ZUI終獲得的零件“傷痕累累”。
杰森團隊另辟蹊徑,以極快的速度來加熱和處理金屬玻璃。他們只將固態金屬玻璃加熱到500攝氏度左右,使其達到流動性足以讓其注入一個模具中并冷卻下來的液體狀態,一切都發生在金屬玻璃結晶之前。
杰森團隊使用電阻加熱技術來均勻且快速地加熱這種材料。他們在約1微秒內,朝一根小金屬玻璃棒發射一束短暫而密集的電流脈沖,給其傳送1000焦耳的能量來將其加熱。該電流脈沖均勻地加熱了整個金屬玻璃,速度是以前的1000多倍。杰森表示,半微秒內,金屬玻璃就達到了合適的溫度,然后,熔融狀態下的金屬玻璃被注入模具中并冷卻,耗時僅幾微秒。
杰森團隊使用這一新技術,成功地在550攝氏度、不到40微秒內將一個金屬玻璃棍加熱制成了一個環形物體,新環形物沒有瑕疵,也沒有被氧化。
科學家能利用新技術對熔融狀態下的金屬玻璃展開研究,例如,通過在其結晶前加熱,科學家耗時幾微秒就可查看結晶過程。新技術現已被申請了**,并正在進入商業化生產。
- 下一篇:拉力機拉力試驗機上的引伸計
- 上一篇:有機玻璃基本常識
- 創傷骨科應用 2023-12-14
- 安全鞋外底剛性試驗機 2023-04-23
- DIN55662涂層和清漆耐高壓水沖擊試驗 2023-04-01
- Ford FLTMBO160-04涂料油漆耐高壓水噴 2023-04-01
- Ford VCS 1029,54719高壓蒸汽噴射試驗 2023-04-01
- PV3987高光耐磨測試方法 2023-03-17
- 馬丁代爾織物耐磨性測試:ISO 12947最 2023-02-27
- 手機可靠性測試包括哪些檢測項目和標 2023-02-27