超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车_盛世王朝_百度空间
    据美国《连线》杂志报道,目前,美国加利福尼亚理工学院研制一种{zx1}方法制造出“金属玻璃”材料,该材料的硬度和弹性是钛的两倍,用它制造的3毫米 直径合成金属棒能够支撑一辆2吨重的卡车,金属棒仅仅出现轻度弯曲,而不像其他金属棒被折断。

  这种金属材料可潜在用于航天和汽车制造行业,也可以用于电子制造业。其原因是金属原子非常坚硬,许多金属不需要如此强度,使用该材料制造的宇宙 飞船和汽车将非常轻。玻璃液最早出现于上世纪50年代。该材料的超强硬度是由于其无序原子结构(因此有“玻璃液”之称),然而许多金属却是基于一定模型的 脆弱水晶原子结构。当该材料处于高压力之下,这种玻璃金属的底侧会变得脆弱易碎。在贯穿玻璃成分中混合了枝状正常的晶体金属结构,这增强了该原子压力承受 极限。




超强金属玻璃制作过程 


 金属合成样本熔化
超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)

  在制造这种金属合成物时,最初采用一个特殊电弧熔化机xx熔化一个样本,破坏其水晶结构并均匀混合其原子,从电极产生的等离子电弧延伸至钛原 子,并立即被熔化。目前,该样本已形成有规律的金属玻璃结构,在之后的制作进程中将形成枝状水晶结构。

  等离子电弧熔化机

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)

  这种等离子电弧熔化机差不多能够熔化包括铍在内的任何类型金属,当铍熔化时,将产生混合气体和形成氧化铍的氧化物的水蒸汽,氧化铍是一种危险的 致癌物质。目前包含着少量铍的实验样本在实验室内的等离子弧熔化器中熔化,形成负面的压力可以防止氧化铍“逃溢”。

  黑玻璃遮挡明亮白光

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)

  在实验样本溶化时,一块漆黑的黑玻璃会避免明亮的白光使实验者眩目头晕,当这片黑玻璃移除时,难以置信的一道明亮光束会照耀在墙壁上,点亮整个 实验室。

  金属玻璃样本发出亮橙色

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)

  在等离子电弧加热超过3000开氏温标,这个锭铁状金属玻璃将释放出明亮的橙色,放置金属玻璃的铜底座槽中需要注入冷水,以防止在金属玻璃熔化 时铜底座槽出现蒸发。

实验室实验操作流程

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(2)

  目前,金属玻璃样本合金已熔化放入一个同质玻璃中,可以形成树状结晶合金结构。加利福尼亚理工学院博士生道格拉斯·霍夫曼必须首次确保水流入铜 底座槽(用于放置样本),并且铜底座槽具有隔热效果。

  接下来,装有实验样本的玻璃真空管和铜底座槽必须抽尽空气,并注入氩惰性气体(图上墙角放置的蓝色瓶),这将避免实验样本被氧化。{zh1},霍夫曼 手动转动无线电频率感应器的刻度,对铜底座槽上的实验样本加热800-1000摄氏度。

  无线电频率感应器螺旋管

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(2)

  无线电频率感应器螺旋管在大约几秒内对实验样本加热800-1000摄氏度,这项进程的目标是在样本的熔点之下加热,使特定一部分样本原子形成 水晶结构。这是在水晶结构下建立增强枝状结晶的突破性技术。

  无线电频率感应器提供200伏特、50安培的电流通过螺旋管,通过感应作用加热实验样本。这个螺旋管自身并不会变热,但是实验样本会明显发热。 在加热温度超过电弧熔化机时,无线电频率感应器将提供更多的控制,使科学家可以调整合金详细的成分比例。

  合成金属玻璃样本冷却

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(2)

  合成金属玻璃样本在熔化槽内冷却。

  实验操作失误时的情况

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(2)

  当一位学生操作失误在实验时忘记开启冷却阀,铜底座槽由于温度过热出现了破裂,铜比其他制造合金的金属拥有更低的熔点,但是由于它有较高等级的 导热性,能够将热量传递在水中。在实验中需要经常更换铜底座槽中的水。 合成金属玻璃锭铁

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(3)

  如图所示,这是准备用于机械测试的几块合成金属玻璃锭铁。

  扫描电子显微镜分析

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(3)

  扫描电子显微镜正在对实验样本表层结构进行详细拍照,其中就包括由霍夫曼创建的合成金属玻璃材料。

  显微镜下水晶枝状结晶

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(3)

  显微镜图片显示水晶枝状结晶如何影响合成金属的压力形成,左侧图片是实验样本结合小比例枝状结晶,中部图片是高比例枝状结晶,右侧图片是没有枝 状结晶的纯金属玻璃。

  水晶枝状结晶和玻璃结构对比

超强金属玻璃揭秘:3毫米粗棒可撑起卡车(图)(3)

  电子显微镜显示,水晶枝状结晶和玻璃结构的实验样本,水晶枝状结晶在图中被标注为“bcc”,其圆心位置有立方体结构。从而可以对比左上图水晶 枝状结晶中有序几何矩阵原子和右上图玻璃结构中随机分子排列。



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