Los ingenieros han creado vidrio metálico sólido y resistente

Obtenido utilizando una imagen de microscopio electrónico de transmisión de diferentes niveles de cristalización de un metal amorfo Los

ingenieros de la Universidad del Sur de California obtuvieron un nuevo tipo de vidrio metálico , caracterizado por una mayor elasticidad. El material combina, al parecer, propiedades incompatibles: dureza, resistencia y elasticidad. El material, que recibió el nombre tecnológico SAM2X5-630, tiene la mayor resistencia al impacto de todos los vidrios metálicos conocidos.

Los vidrios metálicos, o metales amorfos, son una clase de sólidos metálicos con una estructura amorfa. A diferencia de los metales con su estructura cristalina, tal en los metales amorfos es similar a la estructura atómica de los fundidos sobreenfriados.


Una bola de vidrio metálico nuevo salta hacia la izquierda, hacia la derecha, del acero ordinario. El

material es capaz de resistir fuertes impactos, mientras no se desmorona y no se rompe, pero vuelve a su forma original. El potencial para su uso es casi ilimitado: desde ejercicios y armaduras hasta implantes para fortalecer los huesos y proteger los satélites espaciales.

Típicamente, los metales amorfos se obtienen calentando a 630 ° C y luego enfriando muy rápidamente (en el orden de un grado por segundo). El material SAM2X5-630 se obtuvo calentando una composición en polvo a base de hierro (Fe _49.7 Cr _17.7 Mn _1.9 Mo _7.4 W _1.6 B _15.2 C _3.8 Si _2.4 ).

Las propiedades únicas del metal provienen de una combinación exitosa de la temperatura de calentamiento y la velocidad de enfriamiento: estas son las condiciones que experimentó la composición obtenida que conducen a la formación de focos locales de una estructura cristalina débilmente expresada. Otras condiciones de calentamiento o enfriamiento dan como resultado metales completamente amorfos con una disposición aleatoria de átomos.

"Casi no tiene estructura interna, y en esto se parece al vidrio, pero hay regiones con cristalización", dice Veronica Eliasson, profesora asistente en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Viterbi y autora principal del trabajo. "Todavía no tenemos idea de por qué una pequeña cantidad de áreas cristalizadas en los vidrios metálicos provocan diferencias tan fuertes en las reacciones de choque".

El límite elástico dinámico de Hugoniot (el impacto máximo que soporta el material sin deformación irreversible) se determinó para SAM2X5-630 en la región de 12 GPa. Para el acero inoxidable, esta cifra es de 0.2 GPa, para el carburo de tungsteno (utilizado para crear herramientas sólidas y núcleos de balas perforantes) - 4.5 GPa, para diamantes - hasta 60 GPa.

El estudio de metales amorfos comenzó en 1960 en el Instituto de Tecnología de California: un grupo de científicos obtuvo el primer vidrio metálico Au ₇₅ Si ₂₅ . Desde entonces, se han obtenido muchos materiales similares con propiedades interesantes, pero hasta ahora el alcance de su aplicación práctica no puede considerarse amplio debido a su alto costo.

Por ejemplo, recibido recientemente en JapónTi ₄₀ Cu ₃₆ Pd ₁₄ Zr ₁₀ no es cancerígeno, es tres veces más fuerte que el titanio, se desgasta un poco, no forma un polvo con fricción y, en el módulo de elasticidad longitudinal, prácticamente coincide con los huesos humanos, en potencial puede usarse como un excelente reemplazo artificial de la articulación.

Source: https://habr.com/ru/post/es392699/