金属玻璃(非晶态金属)是一种与晶体不同的材料,它没有长范围的原子顺序。根据科学家们的说法,这使得这种材料强度高,富有弹性,耐腐蚀;非晶态金属还有其他有用的特性,因此在医学、机械工程和磁电工程中都有应用。
科学家们解释说,这种材料的脆性是其广泛应用的障碍之一。这项研究的作者认为,加工金属玻璃的新方法将有助于消除这一问题。在非晶态Zr-Cu-Fe-Al合金上进行了试验。“根据金属玻璃科学的标准,轧制前后的退火是‘禁止的’,因为这在绝大多数情况下会导致它们的脆化。研究主管Dmitry Luzgin教授解释说:“合金成分和合金体系的选择帮助我们绕过了这个问题:在低于玻璃化转变温度100度的温度下退火,可以实现大块样品的延展性和磁带样品的硬化而不产生脆化。”
根据科学家们的说法,是合金的原始非晶基体的分解方式影响了最终材料的特性。不同的结果取决于样品的几何形状,体积或磁带。“对于大块样品,通过将均匀的非晶相分为两种,我们在室温下实现了高达1.5%的拉伸塑性提高。对于带状样品,硬度提高了25%,这与二次非晶相玻璃的分离有关纳米粒子在7 nm左右,在弯曲和压缩时保持塑性。这是一个出乎意料的,相当重要的结果,”安德烈·巴兹洛夫,该方法的作者,在NUST MISIS有色金属物理冶金部门的一名员工,说。
科学家们解释说,由于成本高,Zr-Cu-Fe-Al体系合金不能用作主要结构材料,但他们相信,拟议的技术可以应用于其他非晶合金,特别是钛。
这种新方法将简化赋予金属玻璃必要性能的过程,从而扩大其应用范围。未来,研究团队希望利用新技术生产钛和其他高质量的大块金属玻璃。
这项研究发表在合金与化合物学报.
来源:MISIS国立科技大学