Металлические стекла (аморфные сплавы)

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТЕКЛА (АМОРФНЫЕ СПЛАВЫ) [c.371]

В последние годы исключительно интенсивно развивается физика некристаллических веществ, к которым относятся жидкие металлы и полупроводники, стекло, аморфные металлические сплавы и т. д. Основной отличительной чертой кристалла является то, что атомы или молекулы, составляющие его, образуют упорядоченную структуру, обладающую периодичностью с дальним порядком. Из-за математических упрощений, связанных с этой периодичностью, физические явления в кристаллических твердых телах были хорошо поняты сразу после создания квантовой механики. [c.353]

При нагревании в аморфных металлах происходят структурные изменения. В отличие от обычных стекол (оксидных), которые при нагреве размягчаются и переходят в расплав, а при охлаждении расплава снова образуется стекло, металлические стекла при повышении температуры кристаллизуются. Эта особенность обусловлена металлическим типом связи. Температуры кристаллизации, (Тк) аморфных металлических сплавов в твердом состоянии достаточно велики. Например, для сплавов переходных металлов с металлоидами Тк превышает (0,4- 0,6) Тил-372 [c.372]

Электрические свойства. По электропроводности аморфные металлы ближе к жидким металлам, чем к кристаллическим. Удельное сопротивление р аморфных металлических сплавов при комнатной температуре составляет (1—2) 10- Ом-см, что в 2—3 раза превышает р соответствующих кристаллических сплавов. Это связано с особенностями зонной структуры аморфных металлов. В кристаллических металлах длина свободного пробега электрона составляет примерно 50 периодов решетки даже при Т, близкой к температуре плавления. Отсутствие дальнего порядка в металлических стеклах обусловливает малую длину свободного пробега, соизмеримую с межатомным расстоянием. Следствием этого является повышенное удельное сопротивление и слабая зависимость его от температуры. [c.373]

Металлические стекла, или аморфные сплавы, получают путем охлаждения расплава со скоростью, превышающей скорость кристаллизации (10 —10 °С/с). В этом случае зарождение и рост [c.371]

При этом металлические стекла имеют характеристики упругости (модули Юнга Е и сдвига G), на 25...30 % более низкие по сравнению со свойствами сплавов в кристаллическом состоянии. Коэффициент теплового расширения части таких материалов близок к нулю. При переходе в аморфное состояние сплавов на основе переходных металлов (железа, кобальта, никеля) значительно снижаются намагниченность и температура Кюри. При комнатной температуре коэрцитивная сила и индукция насыщения магнитомягких металлических стекол несколько ниже, а удельное электрическое сопротивление на два-четыре порядка выше по сравнению с материалами в кристаллическом состоянии, т.е. уровень электромагнитных потерь в аморфных сплавах значительно ниже. [c.317]

Высоким сопротивлением коррозии обладают только стабильные аморфные сплавы. Так, для изготовления коррозионностойких деталей используют металлические стекла на основе железа и никеля, содержа-ш ие не менее 3...5% хрома и некоторые другие элементы. Критическая концентрация хрома, обеспечивающая стабильность аморфного сплава, определяется соотношением между легирующими элементами сплава и активностью коррозионной среды. Сопротивление металлических стекол коррозии снижают процессы, усиливающие химическую неоднородность, а именно [c.237]

Аморфные сплавы находятся в термодинамически неравновесном состоянии. В силу своей аморфной природы металлические стекла имеют свойства, присущие неметаллическим стеклам при нагреве в них проходят структурная релаксация, расстекловывание и кристаллизация. Поэтому для стабильной работы изделий из аморфных сплавов необходимо, чтобы их температура не превышала некоторой заданной для каждого сплава рабочей температуры. [c.860]

Аморфные сплавы ( металлические стекла). [c.19]

Атомы в металлическом сплаве также находятся в крайне неудобных положениях, так как стекло из металла — неравновесное состояние вещества. Его свободная энергия выше, чем у кристаллической фазы (или смеси фаз) того же состава. Конечно, вещество было бы радо понизить свою свободную энергию, но сделать это невозможно. Мартенситный спосо перехода нереален из-за неупорядоченности аморфной [c.234]

Существуют тела аморфные и кристаллические. Структура аморфных тел состоит из хаотически. расположенных атомов. К таким телам относятся, например, стекло, янтарь, смолы и т. п. Кристаллические тела отличаются от аморфных тем, что атомы в них располагаются в геометрически правильном порядке. Металлы и металлические сплавы относятся к типичным кристаллическим телам. [c.29]

Широко известны преимущества многих металлических сплавов перед гомогенными чистыми металлами. Эти сплавы часто гетерофазны и благодаря этому обладают высокой твердостью и жаропрочностью. На наш взгляд, эти сплавы (в том числе широко распространенные чугуны, стали и другие, особенно, содержащие эвтектику) по своей структуре относятся к композиционным материалам, так же как и многие природные гетерогенные минералы, отличающиеся высокими показателями твердости или химической стойкости (например граниты, аморфные разновидности кремнезема — агат, опал или халцедон и др.). К неорганическим КМ можно отнести и многие стекла (си-таллы, полихромные и др.), цементы, бетоны, которые известны давно, но не рассматривались как КМ. [c.6]

Металлические стекла аморфные сплавы, стекловидные металлы, метглассы) — металлические сплавы в стеклообразном состоянии, образующиеся при сверхбыстром охлаждении металлического расплава, когда быстрым охлаждением предотвращена кристаллизация (скорость охлаждения менее 10 К/с). [c.235]

В последние годы проявляется исключительно большой интерес к новому классу материалов — аморфным металлам, называемым также металлическими стеклами. Аморфное состояние металлов аблюдалось уже давно при осаждении слоев металла из электролита и при термическом напылении на холодную подножку. В настоящее время создана весьма экономичная и высокопроизводительная технология получения аморфных металлов, в основе которой лежит быстрое (со скоростью больше 10 KJ ) охлаждение тонкой струи расплавленного металла. По-видимоиу, любой расплав можно привести к твердому аморфному состоянию. Установлено, однако, что формирование аморфных слоев облегчается, если к металлу добавить некоторое количество примесей. Еще более благоприятные условия для получения металлического стекла создаются при осаждении сплавов металл — металл и металл — металлоид . Полученные таким образом металлические стекла обладают весьма интересными свойствами, обусловленными особенностями атомной структуры. [c.372]

МПа). Высокая твердость определяет их великолепную износостойкость. Правда пластичность аморфных металлов низка, но выше, чем у обычного стекла. Их можно, например, прокатывать при комнатной температуре. Другое важнейшее преимущество - их исключительно высокая коррозионная стойкость. Во многих весьма агрессивных средах (морской воде, кислотах) они не корродируют вообще. Аморфные сплавы на основе ферромагнитных металлов (железа, никеля) также ферромагнитны, электросопротивление их гораздо выше, чем кристаллических (обычно в 2-3 раза). Получение аморфной стр5лпуры в принципе возможно для всех металлов. Наиболее легко аморфное состояние достигается в сплавах А1, РЬ, Зп, Сп и др. Для ползп1ения металлических стекол на базе N1, Со, Ре, Мп, Сг к ним добавляют неметаллы или полуметаллические элементы С, Р, 31, В, Аз, 3 и др. [c.45]

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТЕКЛА (метглассы) — разновидность аморфных металлов, аморфные сплавы с ме-таллич. типом проводимости, к-рые не имеют дальнего порядка в пространств, расположении атомов и характеризуются макроскопич, коэф. сдвиговой вязкости т] й 10 —10 Па. Их изготавливают в виде плёнок, лент и проволок с помощью спец. техн. приёмов (закалка из расплава при типичных скоростях охлаждения К/с, термич. напыление или катодное распыление в вакууме на охлаждаемую подложку и т. д,), к-рые ведут к быстрому затвердеванию сплавлнемых компонентов в относительно узком температурном интервале около т. н. температуры стеклования Тд. [c.108]

Аморфные металлические сплавы или металлические стекла (МС) являются новым перспективным материалом. По химическому составу они состоят из металлов и элементов аморфизаторов, в качестве которых используют бор, углерод, кремний, азот и другие в количестве до 30 %, Аморфное состояние сплава характеризуется отсутствием дальнего порядка в расположении атомов упаковки. Такое состояние материала достигается сверхбыстрым его охлаждением из газообразного, жидкого или ионизированного состояния. Существуют различные методы получения аморфных сплавов. [c.581]

Гаскелл [32] и Танигути 33] предложили модель определенной локальной координации (ОЛК), по которой конфигурация соприкасающихся металлических атомов в аморфных сплавах металл — металлоид характеризуется особой атомной координацией, а именно, в структуре имеются тригональные призмы и другие полиэдры, встречающиеся в соответствующих кристаллических химических соединениях. В аморфных сплавах металл — металлоид реализуется тот же механизм формирования структуры, что, например и в кварцевом стекле, где атомы кислорода образуют правильный тетраэдр (допускаются некоторые его искажения), в [c.92]

Металлические стекла — метастабильные системы, которые кристаллизуются при нагревании до температуры, равной примерно 1/2 пл-Нагрев, когда подвижность атомов возрастает, постепенно приводит аморфный сплав через ряд метастабильных состояний в стабильное кристаллическое состояние. Многие металлические стекла испытывают структурную релаксацию уже при температуре чуть вьпие комнйтной. Наложение деформирующего напряжения усиливает диффузионную подвижность и связанную с ней структурную перестройку сплавов. [c.236]

Магнитно-мягкие металлические стекла изготавливают на основе Fe, Со, Ni с добавками 15...20% аморфообразующих элементов В, С, Si, Р. Например, Feg SijjSBjjjS j имеет высокое значение магнитной индукции (1,6...1,61 Тл) и низкое — коэрцитивной силы (32...35 мА/см). Аморфный сплав o Fe4(Mo, Si, В)з(, имеет сравнительно небольшое значение магнитной индукции (0,55 Тл), но высокие механические свойства (900... 1000 HV). [c.237]

Аморфные сплавы являются метастабильной равновесной системой, стремящейся перейти в стабильное состояние. Поэтому многие металлические стекла испытывают структурную релаксацию уже при температуре чуть выше комнатной. Наложение деформирующего напряжения усиливает диффузионную подвижность и связанную с ней структурную перестройку сплавов. Температура на диаграмме рис. 154 отвечает нижнему значению температуры активизации процессов рекристаллизации и структурной релаксации, инициируемой в полосах скольжения за счет энергии, выделяемой при разрьгее межатомных связей в зоне скольжения. Из этого следует, что механическое поведение аморфных сплавов при [c.301]

Аморфными называют вещества, в которых отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Аморфные вещества распространены в природе так же часто, как и кристаллические. К ним относятся оксидные стекла, многие высокомолекулярные соединения и их смеси. Долгое время считали, что металлы нельзя перевести в аморфное состояние. Однако в 1960 г. П.Дувесом при изучении влияния скорости охлаждения на структуру закаленного из жидкого состояния сплава А1 + 25 % Si были получены рентгенограммы, характерные для жидких веществ. В это же время И. В. Салли и И. С. Мирошниченко сообщили о получении быстрозакаленных кристаллических и аморфных сплавов методом, когда падающая капля жидкого металла сплющивалась между двумя быстросбли-жающимися холодными массивными пластинами. При этом скорости охлаждения расплавов достигали 10 - 10 К/с. Полученные в этих, а также других последующих работах сплавы назвали аморфными металлическими сплавами (ЛА/С) или металлическими стеклами. [c.399]

Большая группа аморфных сплавов, отличающихся малой критической скоростью аморфизации, образуют особый вид стеклообразующих систем, так называемые металлические стекла. Как известно, эти материалы имеют отличные механические, магнитные и антикоррозионные свойства. Единственным серьезным недостатком этих материалов является их чрезвычайная хрупкость. Однако в переохлажденном жидком состоянии они ведут себя как сверхпластичные материалы. С этой точки зрения металлические стекла, характеризующиеся широким темпера-1УРНЫМ интервалом переохлажденного жидкого состояния, представляют несомненный интерес. Некоторые из таких материалов можно получать в виде объемных аморфных заготовок. В переохлажденном жидком состоянии они показывают очень низкую вязкость и отличную деформируемость, что можно использовать для штамповки изделий сложной формы (см. рис. 5.33). В этом смысле объемные аморфные заготовки можно вполне рассматривать в качестве нового типа конструкционных материалов [37]. [c.420]

Плотность аморфных сплавов лишь на 1—2 % меньше плотности соответствующих кристаллических тел. Металлические стекла имеют плотноупа-кованную структуру, сильно отличающуюся от более рыхлой струкггуры неметаллических стекол с направленными связями. [c.862]

Ряд сплавов и соединений металлов, называемых металлическими стеклами (метглассами), существуют при комнатной температуре как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. В них происходит фазовый переход 1-го рода по двум схемам жидкая фаза — аморфная фаза и жидкая фаза — кристаллическая фаза. Аморфная фаза возникает при охлаждении этих соединений со скоростью более 10 К/с, в противном случае образуется кристаллическая фаза. Образование аморфной фазы при еще большей скорости охлаждения (10 К/с) происходит в недоокиси теллура (сплаве теллура с двуокисью теллура). В этих двух состояниях недоокись теллура имеет различную электропроводность и, следовательно, коэффициент отражения. Технически изменение скорости остывания реализуется путем воздействия на носитель остро сфокусированным (процесс записи) либо расфокусированным (процесс стирания) в направлении дорожки лучом (рис. 6.9). Расфокусировку получают, помещая перед записывающим объективом цилиндрическую линзу. Информацию с носителя воспроизводят непрерывным остро сфокусированным лучом малой мощности. [c.149]

Металлические стекла обладают высокой твердостью, большой прочностью и износостойкостью. Так, для сплава РевдР зС—= 3100 МПа, НУ 760 для сплава РевдВао — < в = 3700 МПа, НУ 1100. Аморфные сплавы Ре, Со, N1 с добавками аморфообразующих элементов В, С, 51, Р (15—25 %) могут быть весьма эффективно использованы как магнитно-мягкие материалы. [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...