話說(shuō)液態(tài)金屬(2)
2017年08月21日 8:55 3650次瀏覽 來(lái)源: 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類: 新材料前沿
近年來(lái),大家能從各種媒體渠道上聽(tīng)到“液態(tài)金屬”這個(gè)名詞,從報(bào)紙、雜志、科學(xué)出版物中了解到液態(tài)金屬是個(gè)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(tīng)到會(huì)茫然地問(wèn):“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(qiáng)調(diào)的是,事實(shí)上現(xiàn)在我們所遇見(jiàn)的很多奇怪的金屬合金實(shí)際上是由不同名稱描述的相同材料。例如,Liquidmetal Alloys,Vitreloy,無(wú)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(jié)構(gòu)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(lǐng)域的一些基本原理。
冶金是一種古老的實(shí)踐,其專注于金屬合金的特定應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和加工。古代冶金學(xué)家設(shè)計(jì)了用于武器的青銅和碳鋼合金,而現(xiàn)代冶金學(xué)家發(fā)展了飛機(jī)用的鋁和鈦合金。盡管經(jīng)歷了數(shù)百年的技術(shù)發(fā)展,但是金屬合金卻似乎具有了一個(gè)共同的特性:具有原子結(jié)晶結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)(嘗試搖晃一個(gè)充滿球形大理石的玻璃瓶一段時(shí)間,然后靜置并觀察這些大理石球體緊密的排列)。金屬的結(jié)晶結(jié)構(gòu)在加工和機(jī)械性能方面都是優(yōu)缺點(diǎn)參半的。這些材料展示了廣泛的應(yīng)用趨勢(shì),但是同樣應(yīng)用也會(huì)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(qiáng)度通常與其延展性成反比的。
而這意味著具有低熔點(diǎn)(易于鑄造)的合金通常是柔軟的,低強(qiáng)度的;而具有高熔點(diǎn)的合金(不能很容易鑄造)通常是硬的,高強(qiáng)度的和脆性的。這些規(guī)則近幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)控制著金屬合金的發(fā)展,并解釋了特定應(yīng)用材料之間的競(jìng)爭(zhēng)。例如,如果想要使用一種金屬,你可能會(huì)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(zé)任編輯:淮金
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