قام المهندسون بإنشاء زجاج معدني صلب ومرن

تم الحصول عليها باستخدام صورة مجهر إلكتروني للإرسال لمستويات مختلفة من التبلور لمعدن غير متبلور حصل

المهندسون من جامعة جنوب كاليفورنيا على نوع جديد من الزجاج المعدني ، يتميز بمرونة متزايدة. تجمع المادة ، على ما يبدو ، خصائص غير متوافقة - الصلابة والقوة والمرونة. المادة ، التي حصلت على الاسم التكنولوجي SAM2X5-630 ، لديها أعلى مقاومة للصدمات لجميع النظارات المعدنية المعروفة.

النظارات المعدنية ، أو المعادن غير المتبلورة ، هي فئة من المواد الصلبة المعدنية ذات البنية غير المتبلورة. على عكس المعادن ببنيتها البلورية ، مثل المعادن غير المتبلورة تشبه البنية الذرية للذوبان شديد البرودة.


تقفز كرة من الزجاج المعدني الجديد إلى اليسار ، إلى اليمين - من الفولاذ العادي ، فالمادة

قادرة على تحمل الصدمات القوية ، في حين أنها لا تنهار ولا تنكسر ، ولكنها تعود إلى شكلها الأصلي. إمكانية استخدامه غير محدودة تقريبًا - من التدريبات ودروع الجسم إلى الغرسات لتقوية العظام وحماية الأقمار الصناعية الفضائية.

عادة ، يتم الحصول على المعادن غير المتبلورة عن طريق التسخين إلى 630 درجة مئوية ، ثم تبريد سريع جدًا (بترتيب درجة في الثانية). تم الحصول على المادة SAM2X5-630 عن طريق تسخين تركيبة مسحوق قائمة على الحديد (Fe _49.7 Cr _17.7 Mn _1.9 Mo _7.4 W _1.6 B _15.2 C _3.8 Si _2.4 ).

تأتي الخصائص الفريدة للمعدن من مزيج ناجح من درجة حرارة التسخين ومعدل التبريد - هذه هي الظروف التي عانى منها التكوين الذي تم الحصول عليه والذي يؤدي إلى تكوين بؤر محلية لهيكل بلوري ضعيف. تؤدي ظروف التدفئة أو التبريد الأخرى إلى معادن غير متبلورة تمامًا بترتيب عشوائي من الذرات.

تقول فيرونيكا إلياسون ، الأستاذة المساعدة في كلية الهندسة بجامعة فيتيربي والمؤلفة الرئيسية للعمل: "ليس له هيكل داخلي تقريبًا ، وفي هذا يبدو الزجاج ، لكن هناك مناطق ذات تبلور". "ما زلنا لا ندري لماذا يؤدي عدد صغير من المناطق المتبلورة في النظارات المعدنية إلى مثل هذه الاختلافات القوية في تفاعلات الصدمة."

تم تحديد الحد الديناميكي المرن لـ Hugoniot (أقصى تأثير تتحمله المادة دون تشوه لا رجعة فيه) لـ SAM2X5-630 في منطقة 12 GPa. بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ ، هذا الرقم هو 0.2 جيجا باسكال ، لكربيد التنجستن (يستخدم لإنشاء أدوات صلبة ونوى من الرصاص الخارق للدروع) - 4.5 جيجا باسكال ، للماس - حتى 60 جيجا باسكال.

بدأت دراسة المعادن غير المتبلورة في عام 1960 في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا - حصلت مجموعة من العلماء على أول زجاج معدني Au ₇₅ Si ₂₅ . منذ ذلك الحين ، تم الحصول على العديد من المواد المماثلة ذات الخصائص المثيرة للاهتمام ، ولكن حتى الآن لا يمكن تسمية نطاق تطبيقها العملي على نطاق واسع بسبب تكلفتها العالية.

على سبيل المثال ، وردت مؤخرا في اليابانTi ₄₀ Cu ₃₆ Pd ₁₄ Zr ₁₀ غير مسرطن ، أقوى ثلاث مرات من التيتانيوم ، يبتلى قليلاً ، لا يشكل مسحوقًا مع احتكاك ، وفي معامل المرونة الطولية يتطابق عمليًا مع عظام بشرية - من المحتمل أنه يمكن استخدامه كبديل ممتاز للمفاصل الاصطناعية.

Source: https://habr.com/ru/post/ar392699/