Metallit ja amorfiset seokset

Atomit ovat asettuneet topologiseen epäjärjestykseen kolmiulotteisessa avaruudessa, ilman pitkäaikaista jaksollisuutta, mutta useiden atomivälien rajoissa atomien sijoittumisella on edelleen tietyt säännöt, joten voidaan katsoa, ​​että amorfisten metalliseosten atomirakenne on "pitkäaikainen häiriö, lyhytaikainen tilaus". Yleisesti määritellään, että amorfisten metalliseosten lyhyen kantaman järjestysalue on alle 1,5 nm, eli enintään 4-5 atomiväli, mikä erottaa ne nanokiteistä tai mikrokiteistä=lyhyen kantaman järjestyksestä voidaan jakaa kemialliseen lyhyen kantaman järjestykseen ja topologiseen lyhyen kantaman järjestykseen. Kiteet ovat tyypillisiä järjestyneitä rakenteita, kun taas kaasut, nesteet ja amorfiset kiinteät aineet kuuluvat epäjärjestyneisiin rakenteisiin. Amorfisiin kiinteisiin materiaaleihin kuuluvat myös tyypit, kuten amorfiset epäorgaaniset materiaalit (kuten lasi), amorfiset polymeerit ja amorfiset seokset (tunnetaan myös metallilasina).

Metallien kyky tuottaa amorfisia tiloja on aina ollut vaikea ongelma, jonka selvittämiseen nykyajan tiedemiehet ovat keskittyneet. Tutkijat ovat havainneet, että sulamisen jälkeen metallien sisäiset atomit ovat aktiivisessa tilassa. Heti kun metalli alkaa jäähtyä, atomit asettuvat hitaasti ja järjestyksessä tietyn kidetilakuvion mukaan lämpötilan laskeessa muodostaen kiteitä. Jos jäähdytysprosessi on nopea ja atomit jähmettyvät ennen kuin ne ehtivät järjestyä uudelleen, syntyy amorfisia seoksia. Voidaan nähdä, että yksi amorfisten metalliseosten valmistuksen avaintekniikoista on niiden nopea jäähdyttäminen. Amorfisten metalliseosten valmistuksessa käytetään nopeaa jähmettymisprosessia. Suihkuta korkean lämpötilan sulaa terästä nopeasti pyörivään jäähdytystelaan. Teräs jäähtyy nopeasti miljoonien asteiden sekunnissa alentaen 1300 asteen teräksen lämpötilan alle 200 asteeseen vain sekunnin tuhannesosassa muodostaen amorfisia nauhoja.

Kehittyneet maat ovat aina soveltaneet tiukasti teknisiä rajoituksia amorfisten metalliseosten valmistusteknologiaan. Lähes 20 vuoden uupumattomien ponnistelujen jälkeen kiinalaiset tiedemiehet ovat vihdoin saavuttaneet teknologisia läpimurtoja amorfisten metalliseosten valmistuksessa "yhdeksännen viisivuotissuunnitelman" aikana ja hallitsevat ydinteknologiaa itsenäisillä immateriaalioikeuksilla. Ja läpimurtoja on tehty amorfisten metalliseosten teollistumisessa, muodostaen teollisen mittakaavan, jonka vuosituotanto on 4000 tonnia. Se täyttää teknologisen aukon Kiinan metallurgisessa teollisuudessa. Amorfiset metalliseokset ovat kokeneet merkittäviä muutoksia fysikaalisissa, kemiallisissa ja mekaanisissa ominaisuuksissa kiteisiin seoksiin verrattuna. Otetaan esimerkkinä amorfinen metalliseos, jota hallitsee rauta, sillä sen ominaisuudet ovat korkea saturaatio Magneettivuon tiheys ja pieni häviö. Nykyaikainen teollisuus käyttää sitä usein jakelumuuntajan ytimien valmistukseen. Tällä hetkellä Kiina pystyy valmistamaan markkinoiden tarpeiden mukaan erityyppisiä amorfisia nauhoja, joiden kirkkaus on jopa 220 mm. Perinteisiin piiterässydänmuuntajiin verrattuna tästä amorfisesta seoksesta valmistetuilla muuntajilla on 60–80 % pienempi tyhjäkäyntihäviö, millä on merkittävä energiansäästövaikutus. Jos Kiinassa kaikki nykyiset jakelumuuntajat korvataan amorfisilla metalliseosmuuntajilla, maa voi säästää sähköä 9 miljardia kilowattituntia vuodessa, mikä tarkoittaa, että joka vuosi voidaan rakentaa miljoona kilowattia vähemmän fossiilisten polttoaineiden voimalaitosta, 3,64 miljoonaa. tonnia hiiltä voidaan vähentää ja hiilidioksidi- ja muita pakokaasupäästöjä voidaan vähentää yli 9 miljoonalla kuutiometrillä. Tässä mielessä ihmiset tuntevat amorfisia seoksia "vihreinä materiaaleina".