材料科学中的金属玻璃研究
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材料科学中的金属玻璃研究金属玻璃(Metallic glass),是由金属元素组成的非结晶体材料,具有非常特殊的凝固方式,与普通的晶态材料十分不同。
金属玻璃的凝固速率极快,比普通的晶态金属快上数千倍,也因此在金属玻璃的形成过程中,金属原子被强制“顺应”非常快的凝固速度,从而形成高度有序的结构,这一点与晶态结构形成的原理是不同的。
金属玻璃的研究在过去的几十年中一直备受科学家关注。
在20世纪50年代,美国科学家Klement、Willens、Duwez首先制备出了一种具有玻璃结构的金属合金,他们的研究标志着金属玻璃研究的开始。
此后,研究者们对金属玻璃的物理性质、制备和工艺等方面进行了探索,并取得了很多重要的研究成果。
金属玻璃的制备需要极高的制备速度和降温速度,常见的制备方法有快速凝固技术、化学合成和物理气相沉积等。
其中最常用的快速凝固技术包括单蒸发法、双蒸发法、拉伸法、电极感应升华法等等。
不同的制备方法会影响合金的结晶,进而影响合金的物理性质。
金属玻璃的物理性质远远优于晶态材料,它具有高硬度、高强度、高弹性模量、高阻尼等特点。
另外,由于金属玻璃没有晶体结构的限制和缺陷,它具有很好的塑性,这使得金属玻璃可以作为新型材料在一些工业领域中发挥重要作用。
例如,目前有些厂商已经成功地将金属玻璃制成汽车轮毂、飞机外壳等部件,其轻质化,降耗、安全性能大为增强。
另外,由于金属玻璃的很多物理性质具有非晶材料的特点,因此它可以被用于制造存储介质、传感器、太阳能电池、磁性存储材料等电子元器件。
目前,金属玻属性能储存效率的研究最具有前景的应用领域就是非易失存储器领域。
其可以提供更高的存储密度和读写速度,有望替代传统的闪存和硬盘。
总体来说,金属玻璃作为一种新型材料,拥有着非常特殊的物质结构和优异的物理性质,在科研和工业生产中。
目前,相应领域的科学家们正在不断地推进金属玻璃的研究和发展,以期利用其独特的性质,开发出更加先进、实用的材料,并将其应用于更多的领域。
未来,我们也相信,金属玻璃研究将极大地推动各个领域的创新发展。