Liquidmetal и Vitreloy — коммерческие названия ряда аморфных сплавов металлов , разработанных научной группой Калифорнийского технологического института , которая затем организовала компанию Liquidmetal Technologies для коммерческого распространения технологии.

Несмотря на название, сплавы не являются жидкими при комнатной температуре. В таких условиях они тверды, и, по словам разработчика, весьма устойчивы к износу и нагреву .

Сплавы Liquidmetal имеют ряд интересных особенностей: высокий предел прочности , отличную устойчивость коррозии , очень высокий коэффициент восстановления , отличные износостойкие характеристики, а также способность трансформироваться при нагревании аналогично термопластам .

Первые коммерческие продукты из Liquidmetal появились в 2003 году. Сейчас он применяется в клюшках для гольфа , часах , покрытиях сотовых телефонов ( Vertu , iPhone ).

Теория

Этот раздел не завершён . Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Характеристики Liquidmetal могут быть рассмотрены в сравнении с обычным металлом, например железом . Железо имеет относительно большие атомы ^{[ источник не указан 799 дней ]} , которые при соответствующих условиях образуют открытую кристаллическую структуру . Атомы могут «скользить» по плоскостям структуры, что означает, что чистое железо достаточно пластично , то есть обладает хорошей ковкостью , но тем не менее достаточно устойчиво к растяжению. Для улучшения характеристик в железо обычно добавляют примеси для «запирания» структуры, тем самым предотвращая скольжение . Наиболее распространенной примесью является углерод , который в сплаве с железом образует сталь .

Когда сталь затвердевает, в ней образуются небольшие кристаллы различной формы. Эти кристаллы разрастаются до тех пор, пока не соприкоснутся с другими кристаллами, которые имеют другую ориентацию, а иногда и другое механическое расположение ^{[ прояснить ]} . В конце процесса эти кристаллы образуют большую решётчатую структуру из отдельных «зёрен», которые иногда видны даже невооружённым глазом .

Хотя легирование предотвращает скольжение, характерное чистому железу, сила связи между зёрнами достаточно мала по сравнению с силой связи внутри зёрен. Это приводит к другой форме пластичности, когда сами зёрна скользят вдоль своих границ и «разбиваются» на части. Механические трещины, образующиеся в процессе охлаждения, являются ещё одной слабостью сплава. При повторяющихся нагрузках зёрна могут сдвинуться и образовать трещину, этот процесс разрушения твёрдых тел приводит к усталости металла .

Для уменьшения данной проблемы применяются различные процессы. Мягкая кованая сталь неоднократно подвергается механической обработке, чтобы закрыть эти трещины, например, при создании подков и известных японских катан используются аналогичные процессы производства высококачественной стали.

Применение

Liquidmetal имеет ряд характеристик, которых обычно нет в других материалах, что делает его применимым в самых разных продуктах.

Одно из первых коммерческих применений Liquidmetal было в клюшках для гольфа, произведенных компанией, где высокоэластичный металл использовался в частях поверхности клюшки .Они были высоко оценены пользователями, но позже от продукта отказались, отчасти потому, что прототипы разрушились после менее чем 40 ударов . С тех пор, Liquidmetal появился в другой спортивный инвентарь , в том числе сердечники мячей для гольфа, лыжи, бейсбол и элементы теннисных ракеток .

Аморфные сплавы получают охлаждением на скоростях 1 млн град. в сек. Процесса кристаллизации из-за огромного переохлаждения, которое обеспечивается колоссальным темпом отбора тепла, не происходит.

Этот раздел не завершён . Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Коммерческие сплавы

Под данной торговой маркой было выпущено на рынок несколько циркониевых сплавов. Состав некоторых сплавов (доли указаны в молях ):

• первый сплав, Vitreloy 1 :

Zr : 41,2 Be : 22,5 Ti : 13,8 Cu : 12,5 Ni : 10

• Vitreloy 4 , или Vit4:

Zr : 46,75 Be : 27,5 Ti : 8,25 Cu : 7,5 Ni : 10

• Vitreloy 105 , или Vit105:

Zr : 52,5 Ti : 5 Cu : 17,9 Ni : 14,6 Al :10

• последний разработанный сплав ( Vitreloy 106a ):

Zr : 58,5 Cu : 15,6 Ni : 12,8 Al : 10,3 Nb : 2,8

Ссылки

• от 23 августа 2006 на Wayback Machine
• // NASA

Примечания