美國科學(xué)家利用快速火花成型制造出金屬玻璃零件
根據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道,金屬玻璃用途廣泛,但用其制造零件時成本高昂,而且容易留下瑕疵,F(xiàn)在,美國科學(xué)家研發(fā)出一種名為快速火花成型的新技術(shù),該技術(shù)能低成本、快速地制造出無瑕疵、形狀各異的金屬玻璃零件。該項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)人、加州理工學(xué)院工程和應(yīng)用科學(xué)教授威廉姆·杰森在13日出版的《科學(xué)》雜志上表示,新方法將徹底改變冶金領(lǐng)域的面貌。 1960年,加州理工學(xué)院的科學(xué)家們首先發(fā)現(xiàn)了金屬玻璃,金屬玻璃既有金屬和玻璃的優(yōu)點(diǎn),又克服了它們各自的弊病,其強(qiáng)度是工業(yè)用鋼鐵的3倍、柔韌性是鋼鐵的10倍,廣泛應(yīng)用于航空航天和消費(fèi)電子等領(lǐng)域。 金屬玻璃在用來制造有用的零件時,必須被加熱到500攝氏度左右,達(dá)到軟化并變成濃稠的液體才能鑄造成型。但在濃稠的液態(tài)下,金屬玻璃的原子很快會自發(fā)地“各就各位”形成晶體,避免其快速結(jié)晶是制造金屬玻璃零件時面臨的主要挑戰(zhàn)。 以前,人們主要通過將金屬玻璃加熱到結(jié)晶相的熔點(diǎn)之上(一般都超過1000攝氏度)來制造金屬玻璃零件。人們將熔融的金屬玻璃投入一個鐵模具中,讓其在結(jié)晶之前冷卻。但有個問題:鐵模具一般只能承受600攝氏度左右的溫度,因此,需要經(jīng)常替換,這就大大增加了生產(chǎn)成本。而且,在1000攝氏度高溫下,液態(tài)金屬玻璃的流動性很強(qiáng),很容易潑濺,讓最終獲得的零件“傷痕累累”。 杰森團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑,以極快的速度來加熱和處理金屬玻璃。他們只將固態(tài)金屬玻璃加熱到500攝氏度左右,使其達(dá)到流動性足以讓其注入一個模具中并冷卻下來的液體狀態(tài),一切都發(fā)生在金屬玻璃結(jié)晶之前。 |