金属玻璃又称非晶态合金, 它既有金属和玻璃的优点, 又克服了它们各自的弊病.如玻璃易碎, 没有延展性.金属玻璃的强度却高于钢, 硬度超过高硬工具钢, 且具有一定的韧性和刚性, 所以, 人们赞扬金属玻璃为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王.也因此金属玻璃一直被广泛用途,但它自身也存在着不足,如制造零件时成本高昂,而且容易留下瑕疵。
而今天中国铸造网小编为大家介绍的由美国科学家研发出一种名为快速火花成型的新技术,弥补了金属玻璃的不足。快速火花成型的新技术该技术能低成本、快速地制造出无瑕疵、形状各异的金属玻璃零件。
金属玻璃在铸件是遇到的问题:
1、金属玻璃在用来制造有用的零件时,必须被加热到500摄氏度左右,达到软化并变成浓稠的液体才能铸造成型。但在浓稠的液态下,金属玻璃的原子很快会自发地“各就各位”形成晶体,避免其快速结晶是制造金属玻璃零件时面临的主要挑战。
2、以前,人们主要通过将金属玻璃加热到结晶相的熔点之上来制造金属玻璃零件。人们将熔融的金属玻璃投入一个铁模具中,让其在结晶之前冷却。但有个问题:铁模具一般只能承受600摄氏度左右的温度,因此,需要经常替换,这就大大增加了生产成本。而且,在1000摄氏度高温下,液态金属玻璃的流动性很强,很容易泼溅,让最终获得的零件“伤痕累累”。
在这种情况下杰森团队另辟蹊径,以极快的速度来加热和处理金属玻璃。他们只将固态金属玻璃加热到500摄氏度左右,使其达到流动性足以让其注入一个模具中并冷却下来的液体状态,一切都发生在金属玻璃结晶之前。
杰森团队使用电阻加热技术来均匀且快速地加热这种材料。他们在约1微秒内,朝一根小金属玻璃棒发射一束短暂而密集的电流脉冲,给其传送1000焦耳的能量来将其加热。该电流脉冲均匀地加热了整个金属玻璃,速度是以前的1000多倍。杰森表示,半微秒内,金属玻璃就达到了合适的温度,然后,熔融状态下的金属玻璃被注入模具中并冷却,耗时仅几微秒。
杰森团队使用这一新技术,成功地在550摄氏度、不到40微秒内将一个金属玻璃棍加热制成了一个环形物体,新环形物没有瑕疵,也没有被氧化。
目前这种新技术现已被申请了专利,并正在进入商业化生产。