Para insinyur telah menciptakan kaca logam yang kokoh dan tangguh

Diperoleh menggunakan gambar mikroskop elektron transmisi dari berbagai tingkat kristalisasi dari logam amorf.

Insinyur dari University of Southern California mendapat jenis baru dari gelas logam , ditandai dengan meningkatnya elastisitas. Bahan itu menggabungkan, tampaknya, sifat-sifat yang tidak kompatibel - kekerasan, kekuatan dan elastisitas. Bahan, yang menerima nama teknologi SAM2X5-630, memiliki resistensi dampak tertinggi dari semua kacamata logam yang dikenal.

Gelas logam, atau logam amorf, adalah kelas padatan logam dengan struktur amorf. Tidak seperti logam dengan struktur kristalnya, logam-logam amorf seperti itu mirip dengan struktur atom leleh yang sangat dingin.


Sebuah bola kaca logam baru melompat ke kiri, ke kanan - dari baja biasa,

bahan ini mampu menahan dampak yang kuat, sementara itu tidak hancur dan tidak pecah, tetapi kembali ke bentuk aslinya. Potensi penggunaannya hampir tidak terbatas - dari latihan dan pelindung tubuh hingga implan untuk memperkuat tulang dan melindungi satelit ruang angkasa.

Biasanya, logam amorf diperoleh dengan memanaskan hingga 630 ° C, dan kemudian pendinginan sangat cepat (dalam urutan derajat per detik). Bahan SAM2X5-630 diperoleh dengan memanaskan komposisi bubuk berdasarkan besi (Fe _49,7 Cr _17,7 Mn _1,9 Mo _7,4 W _1,6 B _15,2 C _3,8 Si _2,4 ).

Sifat-sifat unik dari logam berasal dari kombinasi sukses suhu pemanasan dan laju pendinginan - ini adalah kondisi yang dialami komposisi yang mengarah pada pembentukan fokus lokal dari struktur kristal yang diekspresikan dengan lemah. Kondisi pemanasan atau pendinginan lainnya menghasilkan logam yang sepenuhnya amorf dengan susunan atom yang acak.

"Ini hampir tidak memiliki struktur internal, dan dalam hal ini terlihat seperti kaca, tetapi ada daerah dengan kristalisasi," kata Veronica Eliasson, asisten profesor di Fakultas Teknik Universitas Viterbi dan penulis utama pekerjaan itu. "Kami masih tidak tahu mengapa sejumlah kecil area kristal dalam gelas logam menyebabkan perbedaan reaksi shock yang begitu kuat."

Batas elastis dinamis Hugoniot (dampak maksimum yang material tahan tanpa deformasi yang tidak dapat diubah) ditentukan untuk SAM2X5-630 di wilayah 12 GPa. Untuk baja tahan karat, angka ini adalah 0,2 GPa, untuk tungsten carbide (digunakan untuk membuat alat padat dan inti dari peluru yang menembus baja) - 4,5 GPa, untuk berlian - hingga 60 GPa.

Studi tentang logam amorf dimulai pada tahun 1960 di California Institute of Technology - sekelompok ilmuwan memperoleh gelas logam pertama Au ₇₅ Si ₂₅ . Sejak itu, banyak bahan serupa dengan sifat menarik telah diperoleh, tetapi sejauh ini ruang lingkup penerapan praktisnya tidak dapat disebut luas karena biayanya yang tinggi.

Misalnya, baru-baru ini diterima di JepangTi ₄₀ Cu ₃₆ Pd ₁₄ Zr ₁₀ adalah non-karsinogenik, tiga kali lebih kuat dari titanium, aus sedikit, tidak membentuk bubuk dengan gesekan, dan dalam modulus elastisitas longitudinal itu praktis bertepatan dengan tulang manusia - yang berpotensi dapat digunakan sebagai pengganti sendi buatan yang sangat baik.

Source: https://habr.com/ru/post/id392699/