通过增加应变研究人员改善了金属玻璃

金属玻璃是一种具有金属强度的材料，但可像塑料一样可模塑，因此正在广泛的应用中。然而，控制金属玻璃的形成及其整体性质的方法仍是该领域的工作。机械工程与材料科学教授Jan Schroers的实验室研究人员找到了一种利用应变来防止熔融金属恢复其原始状态的方法，从而产生了非常坚固且易延展的金属玻璃。这项由Schroers实验室的研究生Rodrigo Miguel Ojeda Mota和Ethen Lund领导的研究最近在《通讯材料》上发表。

在制造金属玻璃的常用方法中，合金熔化并随后极快地冷却，然后合金的原子才有机会将自身重新排列为原始晶态。原子的这种混乱使金属玻璃兼具强度和延展性。但是，此过程仅适用于非常小的样品，可以实现足够高的冷却速度。

施罗尔斯说：“因此，局限性在于，您永远无法利用它制造任何真正有用的东西，例如手机外壳，齿轮或人造卫星推进剂储罐。”

研究人员尝试了另一种方法，即使用应变来防止材料松弛回到其原始原子结构。在将合金(在这种情况下为Zr 44 Ti 11 Ni 10 Cu 10 Be 25)加热到使其转变为玻璃的温度后，在冷却阶段，它们允许用较小的重量将材料拉下(左) 。本质上，这是材料趋于松弛成晶体原子结构的趋势与使原子保持混乱状态的机械应变之间的斗争。冷却后，材料冻结为金属玻璃。整个过程需要几秒钟。

隆德说：“通过在高温下拉伸这种材料，我们使金属内部的原子膨胀了。” “随着冷却，我们将其冻结在膨胀中，这就是激发的液态。”

施罗尔斯说，该工艺使他们能够大大改善金属的机械性能，并使用它们来制造复杂的形状。

奥赫达说，下一步是尝试将该想法应用于不同的流程。他说：“我们对电线不感兴趣，但将致力于将应变延展性纳入吹塑成型中。” “这将使我们能够制造出金属所用的大多数形状，这些形状是非常高强度和韧性的材料。”

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