Состав, структура, основные способы получения сплавов и механические свойства металлических стекол. Массовое использование аморфных металлических сплавов, работающих в электрических полях. Основные сферы современного применения металлических стекол.
Данные области механики деформируемого твердого тела интенсивно развиваются в большой мере в связи с все возрастающими запросами промышленности, изза чего роль новых материалов и технологий с каждым годом возрастает. Открытие электропластического эффекта на металлах привело к более глубокому пониманию механизма пластической деформации . В экспериментах с импульсным током было обнаружено увеличение пластичности и уменьшение хрупкости металла. Электрический ток вызывает также увеличение скорости релаксации напряжений в металле и оказывается удобным технологическим фактором для снятия внутренних напряжений.Сплавы в стеклообразном состоянии, образующиеся при сверхбыстром охлаждении металлического расплава (скорость охлаждения 106 К/с). Быстрый теплоотвод достигается, если, по крайней мере, один из размеров изготовляемого образца достаточно мал (фольга, лента, проволока). Расплющиванием капли расплава между охлаждаемыми наковальнями получают фольгушириной 15 - 25 мм и толщиной 40-70 мкм, а охлаждением на вращающемся барабане (диске) или прокаткой струи между двумя валками - ленту шириной 3-6 мм и толщиной 40-100 мкм. Высокая прочность (приближается к теоретическому пределу для кристаллов) в сочетании с большой пластичностью и высокой коррозионной стойкостью делает металлические стекла перспективными упрочняющими элементами для материалов и изделий. Некоторые металлические стекла например Fe80B20-ферромагнетики с очень низкой коэрцитивной силой и высокой магнитной проницаемостью, что обусловливает их применение в качестве магнитно-мягких материалов.Металлические стекла - метастабильные системы, которые кристаллизуются при нагревании до температуры, равной ? температуры плавления. Атомная структура стекол демонстрирующая отсутствие дальнего порядка в расположении атомов (Рис. Условный предел текучести объемных металлических стекл достигает ~2 GPA для объемных металлических стекл на основе Cu, Ti и Zr, ~3 GPA на основе Ni, ~4 GPA на основе Fe, ~5 GPA на основе Fe и Co, а также 6 GPA для кобальтовых сплавов. Структура металлического стекла также обеспечивает упругую деформацию до 2 %, что в сочетании с высоким пределом текучести обуславливает большие значения запасенной энергии упругой деформации (показатели ?y2/E и ?y2/?Е, где ?y, ? и Е - предел текучести, плотность и модуль Юнга, соответственно). Объемные металлические стекла обладают не только высокой прочностью, твердостью, износостойкостью и большими значениями упругой деформации до начала пластической деформации, но и высоким сопротивлением коррозии, включая самопроизвольную пассивацию в некоторых растворах.Вследствие отсутствия деформационного упрочнения деформация стекол в режиме одноосного растяжения механически нестабильна, пластическое течение перерастает в разрушение. Надрыв распространяется аналогично винтовой дислокации в плоскости, ориентированной под углом ~ 45° по отношению к оси растяжения и нормали к поверхности ленты. В пластической зоне, примыкающей к трещине, осуществляется локализованная сдвиговая деформации, и по деформированному материалу происходит сдвиговый разрыв. В радиально симметричном образце тенденция к надрыву устранена, и разрушение происходит одновременно со сдвиговой нестабильностью. По всему поперечному сечению образца под углом 45° к оси растяжения развивается исключительно сильная полоса сдвига, по которой и происходит сдвиговой разрыв.Интерес к металлическим стеклам был инициирован, прежде всего, возможностями их применения в технике, основанными на необычных свойствах этих материалов. Механические свойства металлических стекол позволяют применять их в качестве упрочняющих нитей в композитных материалах, используемых в строительстве, аэронавтике и спорте, а также для армирования бетона и подобных материалов. Магнитные свойства, металлических стекол открывают возможность их применения в качестве материалов для сердечников индуктивных составляющих электронных схем, в силовых трансформаторах, где они могут заменить обычные сплавы Fe-Si с ориентированными зернами, а также в двигателях, в качестве магнито - мягких материалов для магнитного экранирования, в качестве записывающих магнитных головок, датчиков, возбудителей механических фильтров и линий задержки.Первоначально металлические стекла были предметом лишь научного интереса, как новое, необычное состояние твердого тела, однако сейчас они интенсивно используются в промышленности. Появление металлических стекол (сплавов с низкой критической скоростью охлаждения, позволяющей получать в аморфном состоянии слитки весом до 1 кг и более) создало перспективу их применения и в качестве конструкционных материалов.
План
Содержание металлический сплав стекло
Введение
1. Металлические стекла
2. Состав, структура, свойства
3. Механические свойства металлических стекол
4. Область применения
Заключение
Список используемой литературы
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
