話說液態(tài)金屬(1)
2017年08月14日 8:57 3343次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 新材料前沿 作者: 韓碩
近年來,大家能從各種媒體渠道上聽到“液態(tài)金屬”這個名詞,從報紙、雜志、科學出版物中了解到液態(tài)金屬是個什么東西,及它的最新發(fā)展和意義。但是即使這樣,還是有很多人第一次聽到會茫然地問:“液態(tài)金屬就是液態(tài)狀的金屬吧?”那么到底什么是液態(tài)金屬呢?
在介紹液態(tài)金屬前,首先要強調的是,事實上現(xiàn)在我們所遇見的很多奇怪的金屬合金實際上是由不同名稱描述的相同材料。例如,Liquidmetal Alloys,Vitreloy,無定形金屬和金屬玻璃基本上指的是同一類別的新型金屬,它們呈現(xiàn)非晶態(tài)的原子結構排列。要了解這些材料是什么,更重要的是了解如何更好地使用這些材料,首先必須了解“冶金”領域的一些基本原理。
冶金是一種古老的實踐,其專注于金屬合金的特定應用的開發(fā)和加工。古代冶金學家設計了用于武器的青銅和碳鋼合金,而現(xiàn)代冶金學家發(fā)展了飛機用的鋁和鈦合金。盡管經(jīng)歷了數(shù)百年的技術發(fā)展,但是金屬合金卻似乎具有了一個共同的特性:具有原子結晶結構,即它們的原子被排列成自然有序的圖案,而這些排列也代表著材料的最穩(wěn)定的結構(嘗試搖晃一個充滿球形大理石的玻璃瓶一段時間,然后靜置并觀察這些大理石球體緊密的排列)。金屬的結晶結構在加工和機械性能方面都是優(yōu)缺點參半的。這些材料展示了廣泛的應用趨勢,但是同樣應用也會受到限制。例如,金屬的熔融溫度通常是與其硬度成正比的,材料的強度通常與其延展性成反比的。
而這意味著具有低熔點(易于鑄造)的合金通常是柔軟的,低強度的;而具有高熔點的合金(不能很容易鑄造)通常是硬的,高強度的和脆性的。這些規(guī)則近幾個世紀以來控制著金屬合金的發(fā)展,并解釋了特定應用材料之間的競爭。例如,如果想要使用一種金屬,你可能會在鋁合金、鈦和鋼之間搖擺不定。鋁合金可以鑄造成網(wǎng)狀,這能降低生產(chǎn)成本,但是很容易劃傷且太柔軟。
責任編輯:淮金
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