Открыт самый дешевый на сегодняшний день метод обработки металлического стекла

Крепче и прочнее стали и титана – металлическое стекло является идеальным материалом в различных отраслях промышленности, от производства мобильных телефонов до авиационных деталей. Однако до недавнего времени проблема состояла в том, что обработка металлического стекла была довольно дорогостоящим процессом.

Ученые Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали новый метод изменения формы металлического стекла. При этом используются те же недорогие процессы, которые применяются при выплавке пластиковых деталей. Исследователи научились нагревать металлическое стекло на миллион градусов за несколько секунд и придавать ему любую необходимую форму за несколько миллисекунд.

По словам профессора машиностроения и прикладной науки Уильяма Джонсона, им удалось совершить сдвиг парадигмы в металлургии и сделать прорыв в обработке металлов. Описание эксперимента приводится в статье в издании Science от 13 мая.

Металлическое стекло, впервые полученное в Caltech в 1960 году, начали сравнительно массово выплавлять в виде глыб в начале 90-х годов. В отличие от обычного стекла, оно непрозрачно. По сути это – металл с беспорядочной атомной структурой стекла. Обычное стекло относительно крепкое и устойчивое против постоянной деформации, однако легко разбивается и трескается. Металл, наоборот, не трескается и не бьется, однако имеют ограниченную прочность. Металлическое стекло объединяет в себе лучшие качества прочности как металла, так и стекла.

Для обработки металлического стекла его необходимо нагреть до 500-600 градусов Цельсия. Материал становится густой жидкостью, которой можно придать нужную форму. В этом виде атомы образовывают структуру, как в кристаллах. Чтобы материал сохранял прочность, необходимо избегать его кристаллизации, что раньше было довольно сложно из-за долгого времени нагревания и обработки.

Для этого металлическое стекло нагревали до 1000 градусов и заливали в стальные формы. Но проблема в том, что формы не выдерживали более 600 градусов и плавились, в результате чего их приходилось часто менять, чем и была вызвана дороговизна обработки. Потому ученые и применили омический нагрев, что позволило нагревать металлическое стекло за считанные секунды. Затем жидкость разливается в форму и очень быстро охлаждается – до того, как начнет кристаллизоваться.

В 2010 году Джонсон и его коллеги учредили фирму Glassimetal Technology, которая занимается коммерциализацией проекта.

Источник: iscience.ru