Метали І Аморфні Сплави

Атоми розташовані в топологічному безладі в тривимірному просторі без тривалої періодичності, але в діапазоні кількох атомних відстаней розташування атомів все ще має певні правила, тому можна вважати, що атомна структура аморфних сплавів є «тривалий розлад, короткостроковий порядок». Зазвичай визначено, що область ближнього порядку аморфних сплавів становить менше 1,5 нм, тобто не більше 4-5 атомної відстані, що відрізняє їх від нанокристалів або мікрокристалів=ближнього порядку можна розділити на хімічний ближній порядок і топологічний ближній порядок. Кристали є типовими впорядкованими структурами, тоді як гази, рідини та аморфні тверді тіла належать до невпорядкованих структур. Аморфні тверді матеріали також включають такі типи, як аморфні неорганічні матеріали (такі як скло), аморфні полімери та аморфні сплави (також відомі як металеве скло).

Здатність металів утворювати аморфні стани завжди була складною проблемою, на розшифровці якої зосередилися сучасні вчені. Вчені встановили, що після плавлення внутрішні атоми металів знаходяться в активному стані. Як тільки метал починає охолоджуватися, атоми повільно й упорядковано розташовуються відповідно до певної моделі кристалічного стану, коли температура знижується, утворюючи кристали. Якщо процес охолодження швидкий і атоми затвердіють, перш ніж вони зможуть перегрупуватися, утворюються аморфні сплави. Як видно, однією з ключових технологій отримання аморфних сплавів є їх швидке охолодження. Для приготування аморфних сплавів використовується швидкий процес затвердіння. Розпиліть високотемпературну розплавлену сталь на високошвидкісний обертовий охолоджуючий ролик. Сталь швидко охолоджується зі швидкістю мільйонів градусів за секунду, знижуючи температуру сталі 1300 градусів нижче 200 градусів всього за одну тисячну секунди, утворюючи аморфні смуги.

Розвинені країни завжди суворо впроваджували технологічні обмеження на технологію виробництва аморфних сплавів. Після майже 20 років невпинних зусиль китайські вчені нарешті досягли технологічного прориву у виготовленні аморфних сплавів у період «дев’ятої п’ятирічки», опанувавши основні технології з незалежними правами інтелектуальної власності. І прориви були зроблені в індустріалізації аморфних сплавів, утворюючи промислові масштаби з річним виробництвом 4000 тонн. Він заповнює технологічну прогалину в металургійній промисловості Китаю. Аморфні сплави зазнали значних змін фізичних, хімічних і механічних властивостей порівняно з кристалічними сплавами. Візьмемо, наприклад, аморфний сплав, у якому домінує залізо, він має характеристики високої щільності магнітного потоку насичення та низькі втрати. Сучасна промисловість часто використовує його для виготовлення сердечників розподільних трансформаторів. На даний момент Китай може виробляти аморфні стрічки різних характеристик відповідно до потреб ринку з яскравістю до 220 мм. Порівняно з традиційними трансформаторами з кремнієвим сталевим сердечником, трансформатори, виготовлені з цього аморфного сплаву, мають на 60-80% менше втрат без навантаження, що має значний ефект енергозбереження. Якщо всі існуючі розподільні трансформатори в Китаї замінити трансформаторами з аморфного сплаву, країна може заощаджувати 9 мільярдів кіловат-годин електроенергії щороку, що означає, що електростанцію на викопному паливі потужністю 1 мільйон кіловат можна будувати щороку менше, 3,64 мільйона. тонн вугілля можна скоротити, а також більше 9 мільйонів кубічних метрів вуглекислого газу та інших викидів вихлопних газів. У цьому сенсі люди називають аморфні сплави «зеленими матеріалами».