Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Kim loại vô định hình”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
xóa vpbq |
Không có tóm lược sửa đổi Thẻ: Sửa đổi di động Sửa đổi từ trang di động |
||
Dòng 4:
Hầu hết kim loại đều có cấu trúc định hình, với các nguyên tử bố trí rất chặt chẽ. Kim loại vô định hình có cấu trúc vô định hình giống như [[chất lỏng]] và [[thủy tinh]]. Nhưng không giống như thủy tinh thông thường không dẫn điện, kim loại vô định hình có độ [[dẫn điện]] tốt.
Để tạo kim loại vô định hình có thể dùng các phương pháp: [[công nghệ nguội nhanh]], [[ngưng tụ vật lý]], [[phản ứng trạng thái rắn]], [[chiếu xạ ion]] và [[hợp kim cơ khí]].
Loại vật liệu này có độ chống chịu gấp 3 lần và đàn hồi gấp 10 lần thép công nghiệp. Hơn nữa chúng còn có [[điểm nóng chảy]] thấp.<ref>{{Chú thích web|url=http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/thuy-tinh-kim-loai-sieu-ben-2032406.html?|title=Thủy tinh kim loại siêu bền}}</ref>
==Lịch sử<ref>{{Chú thích web|url=http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/thuy-tinh-kim-loai-sieu-ben-2032406.html?|title=Thủy tinh kim loại siêu bền}}</ref>==
Khi kim loại [[đông đặc]] thì nó sẽ [[kết tinh]] lại và các [[nguyên tử]] sẽ tự động sắp xếp lại thành các hàng ngay ngắn. Để tạo kim loại vô định hình, cần phải chặn được quá trình sắp xếp đó. Kết tinh xảy ra nếu chất lỏng được làm nguội với tốc độ cực nhanh. Mãi tới gần đây, các khoa học thuộc [[Công ty Liquidmetal Technologies]] ở [[California]] mới khắc phục được nhược điểm trên.
Công ty này do [[William Johnson]] thành lập. Trong một thời gian rất lâu, Johnson cố nghĩ cách để làm ra những thanh kim loại vô định hình dày hơn 1 [[milimét]]. Sau đó, ông được nghe nói tới một sáng chế của một người tên [[Akihisa Inoue]] làm việc tại Viện Nghiên cứu vật liệu ở [[Tohoku]] [[Nhật Bản]]. Inoue đã phát hiện ra rằng, thêm các [[nguyên tử]] [[kim loại]] lớn hơn vào một hợp kim sẽ làm chậm lại đáng kể quá trình kết tinh. Điều quan trọng là kết hợp các nguyên tử lớn và nhỏ với tỷ lệ phù hợp. Nếu kết hợp đúng, khi hợp kim nóng chảy được làm đông đặc, các nguyên tử nhỏ hơn sẽ vây quanh những nguyên tử lớn hơn. Các nguyên tử nhỏ khác lấp đầy các lỗ hổng giữa các nhóm trên và kết quả là một tập hợp các nguyên tử lộn xộn đã được hình thành. Vật liệu được tạo ra chính là thủy tinh kim loại cực kỳ dai, thay thế kim loại thường.
Vào đầu những năm 1990, Johnson và đồng nghiệp tại Viện Công nghệ California cuối cùng cũng tạo ra một loại hợp kim bằng phương pháp trên và nó chính là tiền đề để ông thành lập Công ty Liquidmetal. Họ đã gọi vật liệu này là Vitreloy. Vitreloy chứa các nguyên tử lớn: [[zircon]], [[titan]], [[đồng]] và [[niken]], cùng các nguyên tử nhỏ là [[berili]]. Vitreloy đàn hồi hơn so với [[thép]]. Nó rất dễ uốn cong ở nhiệt độ 400 độ C so với thép là trên 1.000 độ C. Khả năng này làm cho Vitreloy có giá thành sản xuất thấp hơn.
Tuy nhiên mọi việc không theo đúng dự tính. Sản phẩm đầu tiên làm bằng vật liệu mới của công ty này là gậy đánh [[golf|gôn]] và [[độ đàn hồi]] của vật liệu giúp cho người sử dụng có thể đánh quả bóng đi xa hơn so với các loại gậy đánh gôn khác. Vấn đề ở đây là thủy tinh kim loại rất giòn, mặc dù chúng rất bền. Giống như kính cửa sổ, chúng sẽ nứt và vỡ thành từng mảnh nếu bị tác dụng đủ lực. Kim loại thông thường chậm chạp nứt dọc theo các ranh giới thớ. Còn thủy tinh kim loại vỡ một cách bất ngờ. Do vậy, những cây gậy đánh gôn này không bao giờ được bán trên thị trường. Sản phẩm nguyên mẫu thường vỡ vụn sau 40 lần đánh.
Nghiên cứu của Liquidmetal cho thấy thủy tinh kim loại giòn là do các dải hình thành ở những điểm căng trong vật liệu. Ở vật liệu kết tinh, những dải này mở rộng một đoạn ngắn dọc theo ranh giới thớ rồi ngừng lại khi chúng gặp tinh thể. Tuy nhiên, ở thủy tinh kim loại, các dải tiếp tục phát triển. Johnson và nhóm của ông đã khắc phục bằng cách cho thêm các hạt tinh thể vào Vitreloy. Tuy nhiên, đây không phải là giải pháp hợp lý nhất. Johnson muốn tìm ra một loại thủy tinh kim loại cứng song không cần [[tinh thể]]. Để làm điều đó, ông phải nung nóng nhiều thành phần với nhau rồi thử chúng. Cuối cùng, năm ngoái, nỗ lực của họ cũng đã đơm hoa kết trái. Nhóm đã chế tạo thành công thủy tinh kim loại không giòn, là hỗn hợp của platin, đồng, nicken và phốt pho. Khi họ tác dụng một lực vào vật liệu, nhiều dải xuất hiện song mỗi dải rất nhỏ và mỏng. Những dải này làm tăng độ dai tổng thể bằng cách can thiệp lẫn nhau để không một dải nào mở rộng thành một vết nứt dài.
Do [[platin]] chiếm gần 60% trong loại vật liệu mới nên giá thành của nó khá cao, không thể sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, chẳng có điều gì làm các nhà khoa học chùn bước, nhiều nghiên cứu đã giúp họ tìm ra cách để tạo ra các loại thủy tinh kim loại nhanh hơn và rẻ hơn.
Một bước tiến quan trọng nữa là khả năng chế tạo thủy tinh kim loại bằng cách dùng các kim loại rẻ tiền như sắt và đồng. [[Joseph Poon]] và [[Gary Shiflet]] tại [[Đại học Virginia]] đã tuyên bố tạo ra loại thủy tinh thép đầu tiên chứa [[carbon]], [[sắt]] và một chút [[mangan]]. Do mangan không có từ tính nên thủy tinh thép là một trong những loại thép không từ tính đầu tiên. Đây có thể là một bước đột phá lớn, bởi các con tàu được chế tạo bằng thép không từ tính sẽ tàng hình trước con mắt soi mói của hệ thống radar. Vật liệu của Poon và Shiflet vẫn tương đối giòn, song các nhà nghiên cứu khác đang đạt được tiến bộ nhanh chóng trong lĩnh vực này. John đang chuẩn bị công bố một loại hợp kim dễ uốn, dựa trên đồng.
==Ứng dụng<ref>{{Chú thích web|url=http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/thuy-tinh-kim-loai-sieu-ben-2032406.html?|title=Thủy tinh kim loại siêu bền}}</ref>==
| |||