Bunlar metal ve camdır. Metalik cam ve metalik cam üretimi için bir yöntem

metalik cam(amorf alaşımlar, camsı metaller, metal camlar)- camsı haldeki metal alaşımlar, hızlı soğutma hızlı soğutma ile kristalleşme önlendiğinde metal erir (soğutma hızı< 10 6 К/с).

Metalik camlar, ~ 1/2 sıcaklığa ısıtıldığında kristalleşen yarı kararlı sistemlerdir. t pl. Isıtma, atomların hareketliliği arttığında, amorf alaşımı kademeli olarak bir dizi yarı kararlı durumdan kararlı bir kristal duruma getirir. Birçok metalik cam, oda sıcaklığının hemen üzerindeki sıcaklıklarda zaten yapısal gevşeme yaşar. Deforme edici stresin uygulanması, difüzyon hareketliliğini ve alaşımların ilgili yapısal yeniden düzenlemesini arttırır.

Metalik camların bileşimi çoğunlukla M 80 X 20 formülü ile ifade edilir, burada M geçişli (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, vb.) veya asil metallerdir ve X çok değerli metal olmayanlardır (B, C). , N, Si, P, Ge vb.), cam oluşturan elementlerdir.

Metalik camlar, boşluklar, dislokasyonlar, tane sınırları ve benzersiz kimyasal homojenlik gibi yapısal kusurların yokluğunda kristal alaşımlardan farklıdır: sıvılaşma yoktur, tüm alaşım tek fazlıdır.

Metalik camların yapısal özellikleri, kristallerin karakteristik özelliklerinin anizotropisinin, yüksek mukavemetin, korozyon direncinin ve manyetik geçirgenliğin ve manyetizasyonun tersine çevrilmesi nedeniyle düşük kayıpların yokluğunu belirler.

Metalik camların fizikokimyasal özellikleri, dökme alaşımlardan önemli ölçüde farklıdır. Belirgin özellikleri tüketici özellikleri metal camlar, büyük süneklik ve yüksek korozyon direnci ile birlikte yüksek mukavemetlidir. Bazı metalik camlar, çok düşük zorlayıcı kuvvete ve yüksek manyetik geçirgenliğe sahip (örneğin, Fe 80 B 20) ferromanyetlerdir, diğerleri ise çok zayıf ses emilimi ile karakterize edilir (nadir toprak metallerinin geçiş metalleri ile alaşımları). Metalik camların en yaygın kullanımı manyetik ve aşındırıcı özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Yumuşak manyetik metalik camlar, B, C, Si, P amorf elementlerinin% 15 ... 20'sinin eklenmesiyle Fe, Co, Ni bazında yapılır. Örneğin, Fe 81 Si 3, 5B 13, 5C 2'nin bir yüksek manyetik indüksiyon değeri (1 , 6 T) ve düşük zorlayıcı kuvvet değeri (32 ... 35 mA / cm). Amorf alaşım Co 66 Fe 4 (Mo, Si, B) 30, nispeten küçük bir manyetik indüksiyon değerine (0,55 T) sahiptir, ancak yüksek mekanik özelliklere (900 ... 1000 HV) sahiptir.

Sadece kararlı amorf alaşımlar yüksek korozyon direncine sahiptir. Bu nedenle, korozyona dayanıklı parçaların üretimi için, en az% 3 ... 5 krom ve diğer bazı elementler içeren demir ve nikel bazlı metal camlar kullanılır. Amorf bir alaşımın stabilitesini sağlayan kritik krom konsantrasyonu, alaşımın alaşım elementleri ile aşındırıcı bir ortamın aktivitesi arasındaki oran ile belirlenir. Metal camların korozyona karşı direnci, kimyasal heterojenliği artıran işlemlerle azaltılır, yani:

· Kimyasal bileşimdeki dalgalanmaların görünümü; orijinal amorf fazın diğer iki amorf faza veya başka bir faz ile faza ayrılması kimyasal bileşim;

• Amorf fazın, farklı kimyasal bileşime sahip iki veya çok fazlı kristaller karışımına geçişi;

· Çevreleyen matris ile aynı kimyasal bileşime sahip bir kristal fazın oluşumu.

Soğutma 106 K / s). Üretilen numunenin boyutlarından en az biri yeterince küçükse (folyo, bant, tel) hızlı ısı dağılımı sağlanır. Soğutulmuş örsler arasında bir damla eriyik düzleştirilerek, 15-25 mm genişliğinde ve 40-70 µm kalınlığında bir folyo elde edilir ve dönen bir tambur (disk) üzerinde soğutularak veya iki rulo arasında bir jet yuvarlanarak, bir bant 3-6 mm genişliğinde ve 40-100 µm kalınlığında elde edilir. Eriyiğin soğutulmuş olana ekstrüzyonu ile M. ile yapılabilir. tel şeklinde.

M. s .: = %80 geçişli (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Pr, vb.) veya soy metaller ve yakl. Cam oluşturucu elementlerin rolünü oynayan polivalent metal olmayanların (B, C, N, Si, P, Ge, vb.) %20'si. Örnekler, ikili alaşımlar (Au81Si19, Pd81Si19 ve Fe80B20) ve 3-5 veya daha fazla bileşenden oluşan sahte ikili alaşımlardır. Sayfanın M. - yarı kararlı sistemler, çavdar yaklaşık olarak eşit bir sıcaklığa ısıtıldığında kristalleşir. 1/2 erime sıcaklığı.

M. ile çalışma. metalin doğasını keşfetmenizi sağlar., magn. ve diğer sv-in tv. Tel. Yüksek plastisite ve yüksek korozyon direnci ile birlikte yüksek (kristaller için teorik sınıra yaklaşan), M. s. malzemeler ve ürünler için umut verici takviye elemanları. Bazı M. s. (örneğin Fe80B20), çok düşük bir zorlayıcı kuvvete ve yüksek manyetik geçirgenliğe sahip ferromanyetlerdir, bu da onları yumuşak manyetik malzemeler olarak kullanım için uygun kılar. Amorf mıknatısların bir başka önemli sınıfı. malzemeler - geçiş metalleri ile nadir toprak alaşımları. Elektrik kullanımı umut vericidir. ve akustik St. in M. s. (yüksek ve zayıf olarak sıcaklığa bağlı elektrik direnci, zayıf ses).

Fiziksel ansiklopedik sözlük. - M.: Sovyet ansiklopedisi. . 1983 .

METAL CAM

(metglass) - çeşitlilik amorf metaller, metal ile amorf alaşımlar. iletkenlik türü, to-çavdar boşluklarda uzun menzilli düzene sahip değildir, atomların dizilişi ve makroskopik olarak karakterize edilir. katsayı. kayma viskozitesi Pa. Özel kullanılarak film, bant ve tel şeklinde yapılırlar. teknoloji alaşımlı bileşenlerin nispeten dar bir sıcaklık aralığında hızlı katılaşmasına yol açan teknikler (~ 10 VK / s'lik tipik soğutma hızlarında eriyikten söndürme, termal püskürtme veya vakumda soğutulmuş bir alt tabaka üzerinde, vb.), denir... cam değişim ısısı T g.

Hanım. yüksek mekanik, magn., elektrik benzersiz bir kombinasyonuna sahiptir. ve aşındırıcı özellikler.

Hanım. son derece sert ve yüksek dirençli; ör. de formlar. Fe 80 B 20, s değerinden çok daha yüksek olan 3.6-10 ° N / m 2'ye (370 kgf / mm 2) ulaşır de en iyi çelikler; bu nedenle M. s. Kompozitlerde takviye için kullanılır. malzemeler (kompozitler).

Magn tarafından. M. c.'nin özellikleri teknolojik açıdan önemli iki sınıfa ayrılır. Hanım. "ferromanyetik geçiş metali (Fe, Co, Ni, %75-85 miktarında) - metal olmayan (B, C, Si, P - %15-25)" sınıfıdır. yumuşak manyetik malzemelerönemsiz zorlayıcı kuvvet H ile Manyetik kristalin olmaması nedeniyle. anizotropi (makroskopik. manyetik anizotropi sıfır olmayan manyetostriksiyon nedeniyle int. veya ext. komşu atomların düzenlenmesinde indüklenen anizotropinin yanı sıra tavlama sırasında azaltılabilen voltajlar). Manyetik atomik yapı ana bu tür sistemler bir dizi paralel yönlendirilmiş lokalize mıknatıs olarak temsil edilebilir. çevirilerin olmadığı anlar. Mekanlarında periyodiklik, yerleşim ve magnların yerel ortamın etkileri sayesinde. iyonlar büyüklüklerinde dalgalanabilir (bkz. Amorf mıknatıslar). Hanım. bu sınıfın neredeyse dikdörtgen bir döngüsü var histerezis manyetik yüksek atımlarla birlikte yüksek doygunluk indüksiyonu B s ile. elektrik direnç r ve bu nedenle M. ile düşük kayıplar yapar. elektrik mühendisliği ile karşılaştırıldığında. çelikler, örneğin transformatörlerde kullanıldığında daha çok tercih edilir.

karşılaştırmalı özellikler biraz kristal. ve yabancı amorf yumuşak manyetik alaşımlar (yerlilerden birinin yanı sıra demir bazlı M. p. 94 ZhSR - A) tabloda verilmiştir.

Hanım. "nadir toprak elementi sınıfı - geçiş D- metal ", genellikle katodik püskürtme kullanılarak filmler şeklinde hazırlanır, bazı durumlarda (Gd - Co, Gd - Fe), hafızalı cihazlar oluşturmak için umut verici özelliklere sahip bir doğrusal ferromanyetik yapı sergiler. silindirik manyetik alanlar(CMD), örneğin, düşük doygunluk manyetizasyonu m s ve film düzlemine dik yüksek anizotropi. Diğer çoğu durumda, sıfır olmayan bir yörünge açısal momentuma sahip nadir toprak iyonlarında bulunan, kolay eksenlerin rastgele dağılımına sahip güçlü bir yerel tek iyon, genellikle M. ile yol açar. bu sınıf kao-tich için. doğrusal olmayan yapı türü cam döndürmek.

Bazı yumuşak manyetik kristal ve amorf alaşımların karşılaştırmalı özellikleri (300 K'da).

* T c, paramanyetik duruma geçişin sıcaklığıdır ( Curie noktası).

** Metglass - kayıtlı marka Müttefik Kimya Şirketi.

Elektrikten. M. c.'nin özellikleri naib, büyük miktarda artık elektrik gereklidir. direnç (genellikle kristal analoglardan 2-4 kat daha fazla) ve sıcaklık katsayısının küçük bir değeri. direnç (yapısal gevşeme ve kristalleşme süreçlerinin sıcaklık aralığının dışında).

M. serisi ile. Cr ve P ilaveleri ile "geçiş metali - metal olmayan" sınıfı hariçtir, aşındırıcı ortamlarda korozyon direnci, birkaçını aşar. paslanmaz çeliklerin büyüklük direnci emirleri. M. c'nin atomik yapısının bozukluğu. özelliklerinin radyasyona karşı yüksek direncinin de nedenidir.

M. c.'nin amorf yapısı, yarı kararlı olduğu için çok uzun bir ömre sahiptir. Örneğin, kristalizasyon sürecinin başlangıcı tarafından belirlenen işlem zaman aralığının tahminleri, en az kararlı M. s.c. 175 0 C'de 550 yıl ve 200 0 C'de 25 yıl.

Fizikselliğin özgünlüğü. M. c.'nin özellikleri yapılarının amorf doğasının bir sonucudur (kimyasal homojenliği, tane sınırlarının olmaması ve aşağıdaki gibi doğrusal kusurlar). çıkıklar). X-ışını, elektron ve nötron-gramları üzerinde M. s. bir kaç tane var. radyal atomik dağılım fonksiyonu (FRRA) kullanılarak açıklanan dağınık haleler, burada p (r) belirli bir mesafedeki ortalama atomdur G orijin olarak seçilen rastgele atomdan (Şek.). FRRA, üç boyutlu uzayda atomların düzenlenmesi hakkında tam bilgi sağlamaz, ancak diğer yöntemlerle (X-ışını absorpsiyon spektrumlarının ince yapısının incelenmesi, pozitronların yok edilmesi vb.) M.'nin yapısal modellerini seçin.

Atomların normalleştirilmiş radyal dağılım işlevi, amorf demir için maddenin ortalama atom yoğunluğudur).

to-çavdar deneylere en iyi şekilde karşılık gelir. veri. Amorf ve sıvı durumlar için FRRA'nın benzerliği, özellikle büyük ve ortalama. mesafeler, ilk başta monatomik M. ile kullanılmasına izin verilir. J. D. Bernal tarafından monoatomik sıvılar ve M. c. için önerdiği sert kürelerin rastgele yakın paketlenmesi modeli. "metal - metal olmayan" tipi - metal olmayan küçük atomların büyük boşlukları ("delikler" Bernal) rastgele yoğun bir metal atomu paketinde doldurduğu ve birbirine bitişik olmadığı bu modelin bir modifikasyonu. Ancak, kırınım verileri deneyler (örneğin, sıvı metallerde bulunmayan ikinci RDFR zirvesinin bölünmesi) s'nin varlığını gösterir. kısa menzilli atom düzeni termodinamik hesaplamalar atomik mikrokümelerin kararlılığı ve M. c. için yapısal bir faktör. Kesilmiş bir DOS'ta kısa menzilli sipariş modelinin tercihini belirtin. yapısal eleman ikosahedrondur - 12 hafif çarpık dörtyüzlüden oluşan bir paketten elde edilen ve içinden beşinci dereceden 6 simetri ekseninin çizilebileceği 5 yakınsak kenarlı 12 köşeye sahip düzenli bir yirmihedron.

İkosahedral olmasına rağmen. üç boyutluyu periyodik olarak yoğun bir şekilde doldurmak imkansız olduğundan, bir kristal oluşturmanın bir unsuru olamaz. Yapıda tutarsızlık görünmeden ikosahedron çevirileri, ikosahedron lehine güçlü bir argüman. M. s'de kısa menzilli düzen aynı zamanda Al 86 MnI 4 alaşımında katıların temel olarak yeni bir atomik yapısının - yarı kristalin - son keşfidir. ikosahedral yapılar. uzun menzilli sipariş (bkz. yarı kristal). M. c. gibi, Quasicrystals eriyikten / yattan hızlı su verme ile elde edilir. sistemlerde kül bileşimlerinin külü

Xf_Fe), ancak M. s.'nin aksine, beşinci veya hatta onuncu düzenin simetrisine karşılık gelen X-ışını kırınım desenleri üzerinde tutarlı Bragg yansımaları gösterin. bazı M. İle. (örneğin, Pd 60 U 20 Si 20) tavlamadan sonra yarı kristale dönüşür. durum, silahsızlanma böylece yakın genetik. M.'nin yapısal durumu ile ilişkisi. ve yarı kristal. devletler.

Aydınlatılmış-1) Petrakovsky GA, Amorf mıknatıslar, "UFN", "1981, cilt 134, s. 305; 2) Lyuborskiy FV, Amorf alaşımların manyetik cihazlarda kullanımına ilişkin beklentiler, kitapta. · Amorf sistemlerin manyetizması, İngilizce'den tercüme, M., Ii) Sl; 3) Handrich K., Kobe S., Amorf ferro- ve ferrimagnetik, Almanca'dan tercüme, M., 1982; 4) Kraposhin VS, Linetskiy Ya.L., Fiziksel özellikler amorf halde metaller ve alaşımlar, kitapta: Bilim ve teknolojinin sonuçları. Metalurji · ısıl işlem, cilt 16, M., 1982; 5) Metalik cam, şerit. English, M., 1984'ten; 6) Amorf metalik alaşımlar, F. Luborsky, L.-, 1983; 7) Amorf alaşımlar, M., 1984; 8) Preobrazhensky A.A., Bishard E.G., Magnetic Materials ve, 3. Baskı, M 1986; 9) Ichikawa T., Amorf demir ve nikel filmlerde yerel atomik düzenlemenin Elektron kırınım çalışması, "Phys. Stat. Sol. (A)", 1973, v. on dokuz, N, 2, s. 707; 10) Polk D.E Camsı metalik alaşımların yapısı, "Acta Metall.", 1972, v. M, 4 r 485; 11) Sachdev S., Nelson D. R., Sipariş m metalik camlar ve ikosahedral kristaller, "Phys. Rev. B", 1985, v. 32, No. 7 r 4592 "12) Shehtman D. ve diğerleri, Uzun menzilli oryantasyon düzenine sahip metalik faz ve öteleme simetrisi yok," Phys. Rev. Lett. ", 1984, cilt 53, M 20, s. 1951; 13) Levine D., Steinhardt P.J., Quasicrystals. 1-2," Phys. Rev. B ", 1986 v. 34, MJ 2, s. 596; 14) Nelson D. R., İngilizceden Quasicrystals lane," In the world of science ", 1986, No. 10, s. 19; 15) Po-o h S J., Drehman AJ, Lawless KR, Pd - U - Si alaşımlarında camsı ila ikosahedral faz dönüşümü, "Phys. Rev Lett ", 1985, v. 55, Mi 21, s. 2324. M.V. Medvedev.

Fiziksel ansiklopedi. 5 ciltte. - M.: Sovyet ansiklopedisi. Şef editör AM Prohorov. 1988 .

İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

metal alaşımlı cam

Tanıtım

1. Metalik camlar

2. Kompozisyon, yapı, özellikler

3. Metalik camların mekanik özellikleri

4. Kapsam

Çözüm

bibliyografya

Tanıtım

Mukavemet ve plastisite, kırılma mekaniğinde güncel araştırma alanlarıdır. Katı mekaniğin bu alanları, endüstrinin sürekli artan talepleri ile bağlantılı olarak büyük ölçüde yoğun bir şekilde gelişmektedir, bu nedenle yeni malzeme ve teknolojilerin rolü her yıl artmaktadır. Bunların geliştirilmesi, elde edilmesi ve özelliklerin incelenmesi, insan toplumunun gelişimi için nesnel bir gerekliliktir.

Metaller üzerindeki elektroplastik etkinin keşfi, plastik deformasyon mekanizmasının daha derinden anlaşılmasına yol açtı. Artık metalik malzemelerin mekanik özelliklerini kontrol etmek mümkün.

Darbeli akımla yapılan deneylerde, metalin sünekliğinde bir artış ve kırılganlığında bir azalma bulundu. Elektrik akımı ayrıca metaldeki gerilme gevşeme hızının artmasına neden olur ve iç gerilmeleri gidermek için uygun bir teknolojik faktör olarak ortaya çıkar. Elektroplastik etki lineer olarak akım yoğunluğuna bağlıdır, en çok darbeli akımda belirgindir ve alternatif akımda yoktur.

Elektroplastik etkinin kullanımının genişletilmesinin yararı, kullanımı enerji maliyetlerini azalttığı ve dolayısıyla ekonomik olduğu için bariz hale geldi. Özellikle endüstride, elektrik alanlarında çeşitli malzemeler yaygın olarak kullanılmaktadır ve bunun sonucunda mekanik özellikleri değişmektedir.

Metalik camların fiziksel özellikleri (plastisite ile birlikte yüksek mukavemet, yüksek sertlik, korozyon direnci, aşınma direnci ve elektrik direnci vb.) sadece kimyasal bileşim ile değil, aynı zamanda bu malzemelerin yapısal durumu ile de belirlenir.

Elektrik alanlarında çalışan amorf metal alaşımlarının yaygın kullanımı, darbeli bir elektrik akımının etkisi altında mekanik özelliklerinin incelenmesi sorununu ortaya çıkarmaktadır.

1. metalik cam

Camsı metaller, metal camlar, metalik. Bir metal eriyiğinin ultra hızlı soğutulması sırasında oluşan camsı haldeki alaşımlar (soğutma hızı 106 K / s). Üretilen numunenin boyutlarından en az biri yeterince küçükse (folyo, bant, tel) hızlı ısı dağılımı sağlanır. Soğutulmuş örsler arasında bir damla eriyiğin düzleştirilmesiyle 15-25 mm folyo genişliği ve 40-70 mikron kalınlığında ve dönen bir tambur (disk) üzerinde soğutularak veya iki rulo arasında bir jet yuvarlanarak bir şerit elde edilir. 3-6 mm genişliğinde ve 40-100 mikron kalınlığında elde edilir. Eriyik soğutulmuş bir sıvıya ekstrüde edilerek tel şeklinde yapılabilir.

Metalik camların incelenmesi, katıların metalik, manyetik ve diğer özelliklerinin doğasının araştırılmasına izin verir.

Yüksek süneklik ve yüksek korozyon direnci ile birlikte yüksek mukavemet (kristaller için teorik sınıra yaklaşan), metal camları malzeme ve ürünler için umut verici takviye elemanları yapar.

Bazı metal camlar, örneğin Fe80B20, çok düşük zorlayıcı kuvvete ve yüksek manyetik geçirgenliğe sahip ferromıknatıslardır, bu da onları yumuşak manyetik malzemeler olarak kullanım için uygun kılar. Amorf manyetik malzemelerin bir diğer önemli sınıfı, geçiş metalleri içeren nadir toprak alaşımlarıdır. Metal camların elektriksel ve akustik özelliklerinin kullanılması (yüksek ve zayıf olarak sıcaklığa, elektriğe, dirence, kayının zayıf emilimine bağlıdır) umut vericidir.

90'lı yıllarda, yaygın metaller: magnezyum, titanyum, bakır, demir, vb. temelinde 3 uzamsal boyutun (Şekil 1) her birinde> 1 mm boyutunda dökme metalik camlar (OMS) elde edildi. ikili, üçlü, dörtlü ve çok bileşenli alaşımlarda.

Pirinç. 1. Hacimsel metal cam döküm örnekleri (optik görüntü)

OMS ile ilgili mevcut bilgilerin istatistiksel analizi, cam oluşturma yeteneklerinde ikiliden üçlü ve dörtlü alaşımlara bir artış gösterdi.

2. Birleştirmek,yapı, özellikler

Metal camların bileşimi %80 geçişli (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Pr, vb.) veya asil metaller ve yaklaşık %20 polivalent metal olmayan (B, C, N, Si, P, Ge) içerir. , vb.), cam oluşturan elemanların rolünü oynuyor. Örnekler, Au81Si19, Pd81Si19 ve Fe80B20 ikili alaşımları ve 3-5 veya daha fazla bileşenden oluşan sahte ikili alaşımlardır. Metalik camlar, erime noktasının Ѕ'sine eşit bir sıcaklığa ısıtıldığında kristalleşen yarı kararlı sistemlerdir.

Atomların dizilişinde uzun menzilli bir düzen olmadığını gösteren camların atomik yapısı (Şekil 2), özellikle mekanik özelliklerini belirler. Mukavemet ve özgül mukavemet açısından, çıkık veya ikizleme tipinin uyumlu deformasyon mekanizmalarının kullanılmasının imkansızlığı nedeniyle karşılık gelen kristal alaşımları önemli ölçüde aşarlar. Dökme metal camların geleneksel akma gerilimi Cu, Ti ve Zr bazında dökme metal camlar için ~ 2 GPa'ya, Ni bazında ~ 3 GPa, Fe bazında ~ 4 GPa, Fe ve Co bazında ~ 5 GPa ve 6'ya ulaşır. Kobalt alaşımları için GPa. Metalik camın yapısı ayrıca, yüksek bir akma noktası ile birlikte depolanan elastik deformasyon enerjisinin büyük değerlerine yol açan% 2'ye kadar elastik deformasyon sağlar (göstergeler yy2 / E ve yy2 / cE, burada yy, c ve E sırasıyla akma gerilimi, yoğunluk ve Young modülüdür). Son çalışmaların, dökme metal camlarda atomik kümelerin varlığını gösterdiğine dikkat edilmelidir.

Pirinç. 2. Transmisyon elektron mikroskobu görüntüsü yüksek çözünürlük ve mikroskobik boyutta (SAED) ve nano boyutta (NBD) seçilmiş bir bölgeden kırınım desenleri. Atomların dizilişinde uzun menzilli düzenin olmaması dikkat çekicidir. Saçılma alanlarının boyutu geleneksel olarak dairelerle gösterilir. (Rusya'da yapının çalışması, özellikle A.S. Aronin ve G.E. Abrosimova tarafından gerçekleştirilir)

Dökme metal camlar sadece yüksek mukavemete, sertliğe, aşınma direncine ve büyük değerler plastik deformasyonun başlangıcından önce elastik deformasyon, ancak aynı zamanda bazı çözümlerde kendiliğinden pasivasyon dahil olmak üzere korozyona karşı yüksek direnç. Dökme metal camların yüksek sertlik, aşınma direnci, yüzey kalitesi ve ayrıca ısıtıldığında akışkanlık, mikro makinelerde transmisyon mekanizmaları (dişliler), yüksek hassasiyetli mekanik sistemlerin bileşenleri olarak kullanımlarını belirler. 1.5 T'ye kadar doygunluk manyetizasyonuna sahip demir ve kobalt bazlı dökme metalik camlar, 1 A / m'den daha düşük rekor düşük zorlayıcı kuvvet değerlerine sahiptir ve yumuşak manyetik malzemeler olarak aktif olarak kullanılır. Rusya'da A.M. Glezer, S.D. Kaloshkin ve diğerleri. Sıvıdan cama geçiş ve ısıtma sonucu devitrifikasyon sırasında gözlenen vitrifikasyon olgusu, katı hal fiziğinin tam olarak çözülmemiş en önemli problemlerinden biridir. Yani, amorf ve sıvı fazlar bir ve aynı faz mıdır, sadece farklı sıcaklıklarda gözlenir mi yoksa sıvı halden amorf hale bir faz geçişi var mıdır ve eğer öyleyse bu nasıl bir faz geçişidir? Bilgisayar simülasyonları kullanılarak bazı ilerlemeler kaydedildi, ancak henüz net değil.

Metalik camlardaki plastik akış, oldukça lokalize kayma deformasyon bantları şeklinde meydana gelir. Sürecin katastrofik kararsızlığından kaçınmanın mümkün olduğu mekanik koşulların olduğu durumda, tek eksenli sıkıştırma, bükme, haddeleme ve çekme sırasında ve ayrıca lokalize girinti sırasında çoklu kesme bantları vardır.

Bireysel şeritlerdeki deformasyonlar son derece büyüktür. İletim elektron mikroskobu kullanarak keskin bir şekilde bükülmüş Pd80Si20 şeritlerinden yüzey kopyalarını incelerken, Masumoto ve Maddin ~ 200 E genişliğinde kesme bantları gözlemlediler. Girişim mikroskobu kullanarak yüzeyde 2000 ... Bu tür bantlar kırılmadan çok önce ortaya çıkar, bu nedenle, malzeme tahribatının kesme deformasyonu 200 E'yi aşmaktadır. Büyük deformasyonlara dayanma yeteneği, yapı bağlarının katı bir uzaysal oryantasyonunun olmaması veya amorf matrisin olduğu gerçeğiyle ilişkilidir. gözenekler, oksit kapanımları, bireysel kristaller vb. gibi makroskopik kusurlardan nispeten arınmış. Birincisi, kovalent bağlara sahip silikon dioksit gibi diğer inorganik camlarla karşılaştırıldığında metalik camların plastisitesini açıklar; ikincisi, çelik levhaların eğilme plastisitesine kıyasla metalik camların daha lokalize plastisitesini açıklar.

Güçlü lokalize kayma deformasyonu kendi başına metalik camlarda gerinim sertleşmesinin olmadığını gösterir. Bu ayrıca, Pd77.5Cu6Si16.5 amorf alaşım üzerinde Pampillo ve Chen tarafından gerçekleştirilen sıkıştırma testleri ile de doğrulanmıştır. Bu bileşimin camı amorftur, bu da sıkıştırma testlerinin yapılması için uygun olan büyük çaplı (~ 2 mm) çubukların elde edilmesini mümkün kılar. Numuneler deformasyon bantları görünene kadar sıkıştırılmıştır. Daha sonra yüzeylerindeki çizgili basamakları çıkarmak için cilalandılar ve ardından tekrar yüklendiler.

Yüzeyde kayma basamaklarıyla ilişkili stres yoğunlaştırıcılar olmamasına rağmen, ilk yüklemeden sonra ortaya çıkan bantların tekrar ortaya çıktığı ortaya çıktı. Şeritlerin gerinim sertleşmesi varlığında durum böyle olmayacaktır. Gerilim-gerinim eğrilerinin şekli, gerinim sertleşmesinin olmadığını gösterir: plastik akış için gereken gerilim yaklaşık olarak sabit kalır.

3. Metalik camların mekanik özellikleri

Gerinim sertleşmesinin olmaması nedeniyle, tek eksenli gerilim modunda camların deformasyonu mekanik olarak kararsızdır ve plastik akış yıkıma dönüşür. Teller için, germe, yıkıcı bir kayma kararsızlığı yaratır. Bantlar söz konusu olduğunda, yırtılmayı önlemek için boyun oluşumu bu tür dengesizliklerin ortaya çıkmasından önce gelir. Bu durumda, kesmenin yönü varlığını açıkça göstermesine rağmen, boynu tespit etmek zordur ve daha fazlası için yüksek sıcaklıklar daha gelişmiş bir boyun oluşur ve kolayca gözlenir.

Sabit bir kesite sahip metalik cam şeritleri için, çekme kırılması, yüksek mukavemetli malzemelerin ince şeritlerinin özelliği olan yırtılma yayılımının tipik bir örneğidir. Başarısızlık genellikle orada bulunan stres konsantrasyonları nedeniyle kavramalarda başlar. Kopma, çekme eksenine göre ~ 45 ° 'lik bir açıyla ve şerit yüzeyine normal olarak yönlendirilmiş bir düzlemde bir vida dislokasyonuna benzer şekilde yayılır. Çatlağa bitişik plastik bölgede lokalize kayma deformasyonu meydana gelir ve deforme olmuş malzeme boyunca kayma kırılması meydana gelir.

Radyal olarak simetrik bir numunede, yırtılma eğilimi ortadan kalkar ve kesme kararsızlığı ile aynı anda kırılma meydana gelir. Boyunca enine kesit Numunenin çekme eksenine 45 ° 'lik bir açıyla, kesme kopmasının meydana geldiği son derece güçlü bir kesme bandı gelişir.

İlk kesmeye karşılık gelen cam kırılma yüzeyinde genellikle küçük bir pürüzsüz bölge gözlenir. Yüzeyin geri kalanı, ilk olarak Limi tarafından gözlemlenen ve açıklanan "damar benzeri bir desen" ile işaretlenmiştir. Limi ve çalışma arkadaşları, stereo taramalı elektron mikroskobu kullanarak damarların düz bir arka plana karşı şişkin olduğunu buldular. Kesme diski şeklindeki çatlaklar, malzemeden kaynaklanır ve kesme bandı boyunca ilerler. Buluştukları yerde, malzeme iç boyunların oluşumu yoluyla parçalanır ve bu da düzgün yuvarlak "damarlar" ile sonuçlanır. Kesme diski şeklindeki çatlakların oluşumu, numunenin genişlemesinin (genleşme veya büzülme) katılımıyla gerçekleşir. Bu, amorf bir tel uygulanan hidrostatik basınç koşulları altında gerildiğinde, tercihen kesme bölgesinin dış çevresinde bir çatlak oluşması gerçeğiyle desteklenir. Bu durumda, kırılma yüzeyinde kayma yönüne dik yönlenmiş, birbirine yakın, yaklaşık olarak paralel damarlardan oluşan bir aile hakimdir. Kısa kırılma segmentleri, bir çıkık döngüsünün sarmal bileşenleri gibi yayılır ve arkada kenar çıkık dipollerine benzer damarları geride bırakır.

Yorulma için test edilen telin son kırılması, her zaman, yorulma çatlağının henüz yayılmadığı bölümün geri kalan kısmı boyunca genel akışla eşzamanlı olarak meydana gelir. Uygulanan çekme gerilimi, akış geriliminin yaklaşık %99'u kadar ise, taban bandının kopması da aynı şekilde meydana gelir. Daha düşük stres seviyeleri durumunda, 45 ° 'lik bir açıyla arıza meydana gelir. İkinci durumda, yorulma çatlağının hemen öncesinde bölümün orta kısmında üç eksenli bir gerilme durumu meydana gelir. Felaket başarısızlığının yüzeyi, gerilim eksenine 90 ° 'lik bir açıyla yönlendirilir. Makroskopik olarak, bu tür bir yıkım kırılgandır. Bu durumda, bir yorulma çatlağı, başlangıç ​​yerinden yarım daire şeklindeki bir alan üzerinde yayılır. Bunu hızlı yıkım takip eder. Gerilme eksenine 90 ° 'lik bir açıyla yönlendirilen kırılma yüzeyi, çizgileri çatlak oluşum yerine yönlendirilmiş klasik V şeklinde bir "chevron" deseni ile karakterize edilir. Kırılma yüzeyine daha yakından bakıldığında, köşeli çift ayraçlar, yüzeyleri gerilim eksenine göre eğik olan bir testere dişi şekline sahiptir. Bu yüzeylerin ayrıntılı bir incelemesi, bunların eş eksenli "damar benzeri" bir desene sahip ince bir ağ ile kaplandığını gösterdi. Bu, düzlem deformasyonun makroskopik koşulları altında bile, yerel kırılmanın kayma şeklinde meydana geldiğini gösterir.

4. Kapsam

Metalik camlara ilgi, her şeyden önce, bu malzemelerin olağandışı özelliklerine dayalı olarak teknolojideki uygulama olanaklarıyla başlamıştır.

Metal camların mekanik özellikleri, camlarda takviye iplikleri olarak kullanılmasını mümkün kılar. kompozit malzemeler inşaat, havacılık ve sporda ve ayrıca beton ve benzeri malzemelerin güçlendirilmesinde kullanılır. Güçlü bantlar, basınçlı kapları güçlendirmek veya enerji depolamak için kullanılan büyük volanlar oluşturmak için bobinler olarak kullanılabilir. Yüksek sertlik ve tane sınırlarının olmaması, özellikle tıraş bıçakları için mükemmel kesme kenarları sağlar. Metal camdan yapılmış bazı yay türleri uygulama bulabilir.

Metalik camların manyetik özellikleri, endüktif bileşenlerin çekirdekleri için malzeme olarak kullanım olasılığını açar. elektronik devreler, geleneksel tahıl odaklı Fe-Si alaşımlarının yerini alabilecekleri güç transformatörlerinde ve ayrıca motorlarda, manyetik koruma için yumuşak manyetik malzemeler olarak, manyetik kayıt kafaları, sensörler, mekanik filtre sürücüleri ve gecikme hatları olarak.

Elektriksel özelliklerinden dolayı metalik camlar, örneğin düşük sıcaklıklarda dirençli termometreler ve ısıtıcılar ve sıfır sıcaklık direnç katsayısına sahip hassas dirençler olarak kullanılabilir. Metalik camın süper iletken şeritleri radyasyon hasarına karşı duyarsızdır ve bu nedenle termonükleer füzyon uygulamaları için tercih edilebilir.

İyi korozyon dirençleri onları kimya, cerrahi ve biyotıp için çok değerli kılar. Ancak bu tür uygulamalar için Genel dava metal gözlükler şerit şeklinde değil, başka bir şekle sahip olmalıdır.

Metalik camların, örneğin sert lehim folyoları, emisyon katotları, sigortalar ve hidrojen akümülatörleri gibi başka kullanımları da mümkündür.

Çözüm

Başlangıçta metalik camlar, katı bir maddenin yeni, alışılmadık bir durumu olarak yalnızca bilimsel ilginin konusuydu, ancak şimdi endüstride yoğun bir şekilde kullanılıyorlar.

Metalik camların görünümü (amorf halde 1 kg veya daha fazla ağırlığa sahip külçelerin elde edilmesini mümkün kılan düşük kritik soğutma hızına sahip alaşımlar), bunların yapısal malzemeler olarak kullanılması olasılığını yaratmıştır. Metal camların dezavantajları da vardır. Oldukça düşük sünekliğe sahiptirler ve ayrıca artan yük hızı ile güç kaybederler. Bununla birlikte, aynı şekilde, amorf alaşımlar sünek camlar olarak kabul edilebilir: kalıplarda şeritler halinde, teller halinde zımbalanabilir ve kesilebilirler, dokunabilir ve bükülebilirler. Betonarme döşemelerde, halatlarda, dayanıklı fiber kompozitlerde ve çeşitli ürünlerde takviyenin yerini alacak hasır ağlar yapmak için kullanılabilirler ve bu da büyük miktarda metal tasarrufu sağlayacaktır.

bibliyografya

1. Gilman D.D., Limi H.D. Metalik camlar. M.: Metalurji. 1984.264'ler.

2. Bobrov O.L., Laptev S.N. , Khonik V.A. Dökme metalik camda gerilim gevşemesi Zr52.5Ti5CU17.9Ni14.6 AII0 // Phys. 2004. T. 46. Sayı. 6, sayfa 457 - 460.

3. Kozhushka A.A., Sinani A.B. Katıların yükleme hızı ve kırılganlığı. // FTT. 2005. T. 47. Sayı. 5, s. 812 - 815.

4. Alshits V.I., Darinskaya E.V., Koldaeva M.V., Petrzhik E.A. Manyetoplastik etki: temel özellikler ve fiziksel mekanizmalar // Kristallografi. 2003. T. 48. İss. 2.S. 826-854.

5. Morgunov R.B., Baskakov A.A., Trofimov I.N., Yakunin D.V. Tek NaCl kristallerinde nokta kusurlarının manyetosensitif komplekslerinin oluşumunda termal olarak aktive edilmiş işlemlerin rolü: Eu // FTT. 2003. T. 45. Sayı. 2.S.257-258.

Allbest.ru'da yayınlandı

...

benzer belgeler

Alüminyum, bakır ve alaşımlarının sınıflandırılması, işaretlenmesi, bileşimi, yapısı, özellikleri ve uygulaması. Yapı malzemelerinin durum diyagramları. Plastiklerin fiziksel ve mekanik özellikleri ve kullanımı, metal ve polimer malzemelerin karşılaştırılması.

13.11.2013 tarihinde eklenen öğretici


Metal yapıların avantajları ve dezavantajları. Yüklerin ve etkilerin sınıflandırılması. Uygulamalar ve metal yapı çeşitleri. Çeliğin fiziksel ve mekanik özellikleri. Sivil ve endüstriyel binalar için metal yapıların hesaplanması.

sunum 23/02/2015 eklendi


Kısa inceleme ve katı malzemelerin özellikleri. Metalik ve metalik olmayan katı madde grupları. Sert alaşımların özü, yapı oluşumu ve mekanik özellikleri. Kaplamasız ve kaplamalı semente karbürlerin üretimi ve kullanımı.

özet, 19/07/2010 eklendi


Metal alaşımlarının durum diyagramlarını oluşturma metodolojisinin incelenmesi. Alaşımların kristalizasyonu sırasında meydana gelen fiziksel süreçlerin ve dönüşümlerin incelenmesi. Isıl işlem türleri. Sıcaklığın kimyasal bileşenlerin çözünürlüğü üzerindeki etkisinin analizi.

test, 21/11/2013 eklendi


Metallerin alaşımından dolayı metalik malzemenin operasyonel ve teknolojik özelliklerinin iyileştirilmesi. Metal alaşımlarının fazları. Faz denge diyagramları. Katı halde bileşenlerin sınırsız çözünürlüğüne sahip alaşımların durumu.

özet, 31/07/2009 eklendi


Metal alaşımları kavramı. Çift alaşım türleri. Termodinamik denge koşulları altında alaşım bileşenlerinin etkileşimi sırasında oluşan ürünler. İkili alaşımların durum diyagramları, bileşimlerine bağlı olarak özelliklerindeki değişimin doğası.

test, eklendi 12/08/2013


Östenitik ve azot içeren korozyona dayanıklı çelikler: üretim yöntemleri, üretim teknolojisi, ergitme, termomekanik işlem, temel özellikler. Metal elektrotların su soğutmalı bir kristalleştiriciye yeniden elektro cüruf olarak eritilmesi yöntemi.

tez, eklendi 19/06/2011


Makine yapımı cam tüplerde kullanılan başlıca cam türleri. Seramik malzemelerin karşılık gelen cam türleri ile olası bağlantıları. Cam yüzey işleme. Delme ve kesme. Cam ve erimiş silika aşındırma.

özet, 28/09/2009 eklendi


Yapay cam kütlesi üretimi için malzemeler. Cam eritme teknolojisi. Fiziksel, mekanik, termal ve elektriksel özellikler. Gaz geçirgenliği ve camların gazdan arındırılması. Kimyasal direnç. Cam üfleme işleri için hammaddeler.

dönem ödevi, eklendi 07/11/2009


Metal eriyiklerinden metal köpük üretimi. Köpük alüminyum ve nikel köpüğün özellikleri. Metal köpüklerin makine mühendisliği, uzay teknolojisi, inşaat ve tıpta kullanımı. İstenmeyen iyonların konsantrasyonunu azaltmak için kullanımları.

Metalik camlar veya amorf alaşımlar, eriyiğin kristalleşme oranını aşan bir hızda soğutulmasıyla elde edilir. Bu durumda kristal fazın çekirdeklenmesi ve büyümesi imkansız hale gelir ve katılaşma sonrası metal amorf bir yapıya sahiptir. Yüksek hızlar soğutma sağlanabilir farklı yöntemler bununla birlikte, hızla dönen bir diskin yüzeyinde en yaygın olarak kullanılan eriyik söndürme (Şekil 177). Bu yöntem bant, tel, granül, tozlar elde etmenizi sağlar.

Prensip olarak, tüm metaller için amorf bir yapı elde etmek mümkündür. Amorf hal en kolay Al, Pb, Sn, Cu, vb. alaşımlarında elde edilir. Ni, Co, Fe, Mn, Cr, metal olmayan veya yarı metalik elementler C, P, Si, B, As'a dayalı metalik camlar elde etmek için , S onlara ve diğerleri (amorf elementler) eklenir. Amorf alaşımlar genellikle M 80 X 20 formülüne karşılık gelir, burada M bir veya daha fazla geçiş elementidir ve X bir veya daha fazla metal olmayan veya diğer amorf elementlerdir (Fe 80 P 13 C, Ni 82 P 18, Ni 80 S 20 ).

Pirinç. 177. Eriyikten hızlı soğutma kullanarak amorf alaşımları elde etme şeması: a - bir disk üzerine döküm; b - iki disk arasında döküm; 1 - indüktör; 2 - eriyik; 3 - pota; 4 - disk; 5 - amorf malzeme bandı

Metallerin amorf hali yarı kararlıdır. Isıtma üzerine, atomların hareketliliği arttığında, metali (alaşımı) bir dizi yarı kararlı olandan yavaş yavaş kararlı bir kristal duruma getiren kristalleşme süreci ilerler. Amorf alaşımların mekanik, manyetik, elektriksel ve diğer yapıya duyarlı özellikleri, kristal alaşımların özelliklerinden önemli ölçüde farklıdır. Karakteristik özellik amorf alaşımlar, neredeyse tamamen gerinim sertleşmesi olmadan yüksek bir elastik limit ve akma mukavemeti ile karakterize edilir.

Yüksek mekanik özellikler

Amorf kobalt bazlı alaşımlar yüksek mekanik özelliklere sahiptir.

Amorf alaşımlar genellikle gerilim altında kırılgandır, ancak eğilme ve sıkıştırma altında nispeten sünektir. maruz kalabilir soğuk haddeleme... Demir ve kobalt bazlı alaşımlar için akma dayanımı ve sertlik arasında doğrusal bir ilişki kurulmuştur. Amorf alaşımların gücü teorik olarak yakındır. Bunun nedeni, bir yandan yüksek
m değeri ve diğer yandan - kristal alaşımlara kıyasla elastik modül E'nin (% 30-50) daha düşük değerleri.

Demir esaslı ve en az %3-5 Cr içeren amorf alaşımlar yüksek korozyon direncine sahiptir. Amorf nikel bazlı alaşımlar ayrıca iyi bir korozyon direncine sahiptir. Yumuşak manyetik malzemeler olarak, amorf elementlerin% 15-25'inin B, C, Si, P ilaveleri ile Fe, Co, Ni amorf alaşımları kullanılır.

Amorf alaşım grupları

Yumuşak manyetik amorf alaşımlar üç ana gruba ayrılır:

1. yüksek manyetik indüksiyon değerlerine ve düşük zorlayıcı kuvvete (32-35 mA / cm) sahip amorf demir bazlı alaşımlar;
2. ortalama manyetik indüksiyon (0.75-0.8 T) değerlerine ve demir alaşımlarından (6-7 mA / cm) daha düşük bir zorlayıcı kuvvet değerine sahip demir-nikel alaşımları;
3. Nispeten düşük doygunluk indüksiyonu (0.55 T), ancak yüksek mekanik özelliklere (900-1000 HV), düşük zorlayıcı kuvvete ve yüksek manyetik geçirgenliğe sahip amorf kobalt bazlı alaşımlar. Çok yüksek spesifik elektrik direnci nedeniyle, amorf alaşımlar düşük girdap akımı kayıpları ile karakterize edilir - bu onların ana avantajıdır.

Manyetik olarak yumuşak amorf alaşımlar elektrik ve elektronik endüstrilerinde (trafoların manyetik devreleri, çekirdekler, amplifikatörler, jikle filtreleri vb.) kullanılmaktadır. Yüksek kobalt içeriğine sahip alaşımlar, yüksek aşınma direncine sahip bir malzemeye sahip olmanın önemli olduğu manyetik kalkanların ve manyetik kafaların imalatında kullanılır.

Metal camların uygulama alanı, sıvı halden sadece 200 mm veya daha fazla genişliğe kadar ince şeritler (60 mikrona kadar) veya teller şeklinde hızlı soğutma (söndürme) ile elde edilebilmeleri gerçeğiyle sınırlıdır. 0,5-20 mikron çapında. Bununla birlikte, bu gruptaki malzemelerin geliştirilmesi için geniş beklentiler vardır.

Yazarlar, kesme bantlarının oluşum enerjisinin, çatlaklara dönüşmeleri için gereken enerjiden çok daha az olacağı böyle bir malzeme yaratmaya çalıştılar. Birçok seçeneği denedikten sonra, yaklaşık 1 mm çapında cam çubuklar elde etmeyi mümkün kılan bir paladyum, fosfor, silikon ve germanyum alaşımına yerleştiler. Gümüş ilavesiyle çap 6 mm'ye çıkarıldı; Numunelerin boyutunun, ilk eriyiğin çok hızlı soğutma gerektirmesi gerçeğiyle sınırlı olduğuna dikkat edin.

Çalışma katılımcılarından biri olan Robert Ritchie, "Beş elementi karıştırarak, malzemenin soğutulduğunda hangi kristal yapıyı kabul edeceğini bilmemesini ve amorfu seçmesini sağlıyoruz" diye açıklıyor. Deneyler, bu tür metalik camın gerçekten de camın doğal sertliğini metaller için çatlak yayılmasına karşı karakteristik dirençle birleştirdiğini göstermiştir.

Son derece pahalı paladyum içeren yeni malzemenin pratikte nadiren kullanılacağını tahmin etmek zor değil - belki de diş veya diğer tıbbi implantların üretimi için.

Başka bir katkıda bulunan Marios Demetriou, "Ne yazık ki, alaşımımızın neden bu kadar çekici özelliklere sahip olduğunu henüz belirleyemedik" diyor. "Başarılı olursak, bakır, demir veya alüminyum bazlı daha ucuz bir cam versiyonu yaratmayı deneyebiliriz."

Metalik camlar veya amorf metaller, yapıları kristal olmayan, daha çok düzensiz olan, atomların biraz rastgele bir düzenlemeye sahip olduğu yeni teknolojik alaşımlardır. Bu anlamda metalik camlar, pencereler ve şişeler için kullanılan soda kireç camları gibi oksit camlara benzer.

Belirli bir bakış açısından, metalik camların amorf yapısı iki önemli özellikten sorumludur. İlk olarak, diğer cam türleri gibi, ısıtıldıklarında camın aşırı soğutulmuş sıvı durumuna geçişinden geçerler. Bu durumda, camın yayılabilirliği birçok şekilde kontrol edilebilir, böylece cama uygulanabilecek çok sayıda olası şekil yaratılabilir. Örneğin Liquidmetal Technologies kısa bir golf sopası yaptı.

İkincisi, amorf atomik yapı, metalik camın, çoğu geleneksel alaşımın mukavemet özelliklerinin çoğunu etkileyen, dislokasyonlar olarak adlandırılan kristal kafes kusurlarına sahip olmadığı anlamına gelir. Bunun en belirgin sonucu, metalik camların kristalli muadillerine göre daha sert olmasıdır. Ek olarak, metalik camlar kristal alaşımlardan daha az serttir. Yüksek sertlik ve düşük sertlik kombinasyonu, metal camlara yüksek elastikiyet verir - elastik deformasyon enerjisini biriktirme ve serbest bırakma yeteneği.

Amorf yapının bir başka sonucu da, kristal alaşımlardan farklı olarak, deformasyon nedeniyle metalik camların zayıflamasıdır. "Deformasyon genişlemesi", çok dar kayma bantlarında, transmisyon elektron mikroskobunda bir deformasyon konsantrasyonuna neden olur.

Metal cam mı şeffaf metal mi?

California Teknoloji Enstitüsü geliştirdi. yeni yöntem son derece umut verici yapısal malzemelerin üretimi - dökme metal camlar. Kristal yapıya sahip olmayan birkaç metalin alaşımlarıdır. Bunda sıradan cama benzerler - bu nedenle adı. Metalik cam, eriyikler çok hızlı soğutulduğunda oluşur, bu nedenle kristalleşmek ve amorf bir yapıyı korumak için zamanları yoktur. İlk başta, bu şekilde, hızlı bir şekilde sıcaklık kaybetmesi daha kolay olan ince metal cam şeritleri elde etmeyi öğrendiler. Dökme metal camların üretimi çok daha zordur.

Metalik camların birçok avantajı vardır. Yaygın metallerin ve alaşımların kristal kafesleri her zaman mekanik özelliklerini azaltan belirli yapısal kusurlar içerir. Metal camlarda böyle bir kusur yoktur ve olamaz, bu nedenle özellikle zordur. Bazı metal camlar ayrıca korozyona daha iyi direnç gösterir. paslanmaz çelikten... Bu nedenle uzmanlar, bu malzemeleri parlak bir geleceğin beklediğine inanıyor.

Şimdiye kadar, dökme metalik camların büyük bir dezavantajı vardı - düşük plastisite. Bükülmeye ve sıkıştırmaya iyi dayanırlar, ancak gerildiğinde kırılırlar. Şimdi Douglas Hoffman ve meslektaşları, titanyum, zirkonyum, niyobyum, bakır ve berilyum alaşımlarına dayalı dökme metalik camların üretimi için bir teknoloji icat etti ve bu, en iyi titanyum ve çeliğe göre daha düşük olmayan malzemelerin doğuşuna yol açtı. alaşımlar.

Geliştiriciler, önce havacılık endüstrisinde ve daha sonra maliyetlerini azaltmak mümkün olduğunda diğer endüstrilerde uygulama bulacaklarına inanıyorlar.

Metalik cam kırılganlığı nasıl yener

Taramalı elektron mikroskobu altında, kayma bandının kademeli yapısı açıkça görülebilir.

Çatlakların kenarları boyunca benzer kesme bantları oluşur, bu da çatlak ucunun tahrip olmasına yol açar ve daha fazla büyümesini engeller.

Amorf yapılarından dolayı metalik camlar çelik kadar güçlü ve sünek olabilirler. polimer malzemeler, elektrik akımı iletme yeteneğine sahiptirler ve korozyona karşı oldukça dayanıklıdırlar. Bu tür malzemeler, hoş olmayan bir özellik olmasa da, tıbbi implantların ve çeşitli elektronik cihazların üretiminde yaygın olarak kullanılabilir: kırılganlık. Metalik camlar kırılgan olma ve yorgunluğa eşit olmayan bir şekilde direnme eğilimindedir, bu da güvenilirliklerini sorgular. Çok bileşenli amorf metallerin kullanımı bu sorunu çözmektedir; ancak, monolitik metalik camlar için hala geçerlidir.

Yeni bir çalışmanın parçası olarak. Berkeley Laboratuvarı ve California Teknoloji Enstitüsü'nden bilim adamları tarafından ortaklaşa yürütülen bir çalışmada, dökme metalik camların yorulma mukavemetini artırmanın bir yolu bulundu. Yorulma yüklü paladyum bazlı dökme metal cam, en iyi kompozit metal camlar kadar iyi performans gösterdi. Yorulma mukavemeti, yaygın olarak kullanılan çok kristalli yapısal metaller ve çelik, alüminyum ve titanyum gibi alaşımlarınkiyle karşılaştırılabilir.

Yük altında, kademeli bir şekil alan, önemli bir deformasyonun yerel bir alanı olan paladyum metal camın yüzeyinde bir kesme bandı oluşur. Bu durumda, basamakları ayıran çatlakların kenarları boyunca, çatlakların üst kısımlarını körelten ve daha fazla yayılmasını önleyen aynı kesme bantları ortaya çıkar.

Paladyum, yüksek bir sıkıştırma ve kesme modülü oranı ile karakterize edilir. Bu, camsı malzemelerin doğasında bulunan kırılganlığı gizler, çünkü daha fazla çatlak büyümesini önleyen çok seviyeli kesme bantlarının oluşumu, numunenin hızlı bir şekilde tahrip olmasına yol açan büyük çatlakların oluşumundan enerjik olarak daha elverişli olduğu ortaya çıkar. Malzemenin yüksek yorulma mukavemeti ile birlikte bu mekanizmalar, paladyum bazlı dökme metalik camın yorulma mukavemetini önemli ölçüde artırır.

Genellikle erimiş bir alaşımın buhar veya sıvı biriktirme veya harici stimülasyon teknikleri yoluyla aşırı soğutulmasıyla elde edilen kristal olmayan bir metal veya alaşım.

Kaynaklar: www.nanonewsnet.ru, tran.su, www.razgovorium.ru, www.popmech.ru, enc-dic.com

Neva Muharebesi 1240 - Neva Muharebesi 1240, Rus ve İsveç birliklerinin nehir kıyısındaki savaşı. Neva 15 Temmuz 1240. Gol...

charibdis

Antik Yunan mitolojisinde Scylla ve Charybdis deniz canavarlarıydı. Homeros'un Odyssey'sine göre, Scylla ve Charybdis ...

Birinci Dünya Savaşı'nın patlak vermesinin nedenleri

Dünya tarihinde, tarihin özünü değiştiren birçok farklı olay vardır. Her tarihsel dönemde, ...