Onderzoekers van de National University of Science and Technology MISIS (NUST MISIS) zijn erin geslaagd een unieke methode te ontwikkelen om bulkmetalen glazen te verwerken. Volgens de auteurs van de studie, ze zijn erin geslaagd om verwerkingsomstandigheden te vinden die de kwaliteit van dit veelbelovende materiaal aanzienlijk verbeteren. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Journal of legeringen en verbindingen.

Metalen glazen (amorfe metalen) zijn materialen die, in tegenstelling tot kristallijne vormen, geen atomaire orde op lange afstand hebben. Volgens de wetenschappers dit maakt het materiaal zeer sterk, elastisch, en corrosiebestendig. Amorfe metalen hebben ook andere nuttige eigenschappen, waardoor ze veel gevraagd zijn bij het maken van instrumenten, machinebouw, geneeskunde en magneto-elektrotechniek.

Wetenschappers van NUST MISIS legden uit dat de broosheid van het materiaal een van de obstakels is voor het wijdverbreide gebruik ervan. De auteurs van de studie zijn van mening dat de nieuwe methode om metalen glazen te verwerken dit probleem zal helpen elimineren. De methode werd getest op een amorfe Zr-Cu-Fe-Al systeemlegering.

"Het gloeien voor en na het rollen was 'verboden' door de canons van de wetenschap van metalen glazen, aangezien dit in de absolute meerderheid van de gevallen tot hun verbrossing leidt. De keuze van de legeringssamenstelling en het legeringssysteem hielp ons dit probleem te omzeilen:gloeien bij ongeveer 100 graden onder de glasovergangstemperatuur maakte het mogelijk om bulkmonsters te ductiliseren en bandmonsters te harden zonder bros worden, "Professor Dmitry Luzgin, de onderzoeksbegeleider, uitgelegd.

Volgens de wetenschappers het is de manier waarop de oorspronkelijke amorfe matrix van de legering uiteenvalt die de eigenschappen van het resulterende materiaal beïnvloedt. Verschillende resultaten worden bereikt, afhankelijk van de geometrie van de monsters, bulk of tape.

"Voor bulkmonsters, door een homogene amorfe fase in tweeën te delen, hebben we een verhoging van de trekplasticiteit tot 1,5% bij kamertemperatuur bereikt. Voor lintmonsters, een toename van 25% in hardheid is bereikt, die is voorzien van de scheiding van glasachtige nanodeeltjes uit de secundaire amorfe fase van ongeveer 7 nm met behoud van plasticiteit bij buigen en compressie. Dit is een onverwacht en nogal significant resultaat, "Andrey Bazlov, de auteur van de methode, een medewerker van de afdeling Fysische Metallurgie van Non-ferrometalen van NUST MISIS, zei.

NUST MISIS-wetenschappers legden uit dat de Zr-Cu-Fe-Al-systeemlegering niet kan worden gebruikt als het belangrijkste structurele materiaal vanwege de hoge kosten; maar ze geloven dat de voorgestelde technologie kan worden toegepast op andere amorfe legeringen, vooral, titanium.

De nieuwe methode vereenvoudigt het proces van het verlenen van de nodige eigenschappen aan metalen glazen, waardoor hun toepassingsgebied wordt uitgebreid. In de toekomst, het onderzoeksteam wil de nieuwe technologie gebruiken om titanium en andere hoogwaardige metalen bulkglazen te produceren.