fio de alumínio-aço (KAS-1A), fio de níquel-tungstênio (VKN-1).

Materiais compósitos com matriz não metálica. Neme-

matriz de talco é polimérica, carbono e materiais cerâmicos. Matrizes de epóxi, fenol-formaldeído e poliamida são usadas como polímeros. Os reforçadores são fibras de vidro, carbono, boro, orgânicas, inorgânicas (bigodes de óxidos, boretos, carbonetos, nitretos); fios metálicos; partículas dispersas. De acordo com o tipo de endurecedor, os compósitos poliméricos são divididos em fibras de vidro, carbono, boro e organo.

EM materiais em camadas (ver arroz. 8.3, c) fibras, fios após impregnação com um aglutinante são colocados em planos, que são montados em placas. Mudando a maneira como as fibras são empilhadas, obtém-se um CM isotrópico ou anisotrópico.

Fibra de vidro- Trata-se de um composto de resina sintética e fibra de vidro (componente de reforço). As fibras de vidro não orientadas têm fibras curtas e as fibras de vidro orientadas têm fibras longas. Isso dá fibra de vidro de alta resistência.

As fibras de carbono (fibra de carbono) consistem em uma matriz - um aglutinante de polímero e um endurecedor - fibras de carbono (fibras de carbono). O aglutinante é um polímero sintético (fibra de carbono polimérica) ou fibra de carbono com matriz de carbono - carbono pirolítico (coque).

As fibras de boro consistem em um aglutinante polimérico e um endurecedor - fibras de boro.

Possuem alta resistência (superior às fibras de carbono) e dureza, condutividade térmica e elétrica, alta resistência química e resistência à fadiga. Eles são superiores ao metal em resistência à vibração.

Fibras orgânicas consistem em um aglutinante de polímero e agentes de reforço - fibras sintéticas. Eles têm alta resistência específica e rigidez, são estáveis ​​em ambientes agressivos e são insensíveis a danos.

EM Na engenharia de minas, os materiais compostos são utilizados para a fabricação de peças de fricção e antifricção, ferramentas de perfuração (brocas coroa), peças de transportadores, colheitadeiras, eletrodos, contatos elétricos.

8.4. vidro de metal

vidro de metal(ligas amorfas, metais vítreos, vidros metálicos) são ligas metálicas no estado vítreo, obtidas após o resfriamento dos fundidos em altas velocidades (< 106 К/с). Металлические стекла – это «замороженные» расплавы, т.е. метастабильные системы и поэтому они кристаллизуются при нагревании до температуры около 0,5 Tпл . Образуют металлические стекла переходные металлы (Fe, Mn, Cr, Co, Ni), благородные и поливалентные неметаллы (C, B, N, Si, P, Ge), которые являются стеклообразующими.

Os vidros metálicos são monofásicos, não apresentam defeitos estruturais (vazios, deslocamentos). Eles têm alta resistência, alta ductilidade,

SEÇÃO III. CIÊNCIA DE MATERIAIS DE METAIS NÃO FERROSOS E LIGAS

Capítulo 8

alta resistência à corrosão. Alguns deles são ferromagnetos ou absorvem o som fracamente.

Os vidros metálicos magneticamente macios são obtidos com base em Fe, Co, Ni com a adição de 15 a 20% de elementos amorfos - B, C, Si, P (por exemplo, Fe81 Si3 5B13 C2 com alto valor de indução magnética) . A liga amorfa Co66 Fe4 (Mo, Si, B)30 possui altas propriedades mecânicas.

Ligas amorfas estáveis ​​têm alta resistência à corrosão. Por exemplo, vidros metálicos à base de Fe e Ni com 3–5% Cr.

O uso de vidros metálicos determina suas propriedades magnéticas e de corrosão.

Controle de perguntas e tarefas

1. Dê exemplos de graus de ligas antifricção.

2. Dê exemplos de marcas de chumbo e lata babbits.

3. Que estrutura determina as propriedades antifricção dos babbits?

4. Qual é o propósito dos babbits de liga de cobre?

5. Dê exemplos de graus de ligas à base de zinco.

6. Quais materiais são chamados de cermets?

7. Descreva o cermet poroso e suas propriedades.

8. Liste as vantagens e desvantagens dos cermets.

9. Que processo é chamado de sinterização?

10. Cite os tipos de cermets estruturais, suas propriedades, finalidade.

11. Dê as características das ferramentas metalocerâmicas. Qual é seu propósito?

12. Que tipos de cermets para fins especiais com propriedades especiais existem e como são obtidos?

13. Quais materiais são chamados de compósitos?

14. Quais são os componentes dos materiais compostos?

15. Como são classificados os materiais compostos?

16. Descrever compósitos de matriz metálica dispersos reforçado com íons e com um endurecedor fibroso.

17. Dê uma característica de materiais compósitos com uma matriz não metálica.

18. Quais materiais são chamados de vidros metálicos? Descreva suas propriedades e tipos.

19. Cite os tipos de proteção dos metais contra a corrosão e descreva-os.

SEÇÃO IV. CIÊNCIA DE MATERIAIS DE NÃO METÁLICOS

MATERIAIS

Capítulo 9 Minerais soltos, dispersos e materiais pétreos

9.1. materiais de pedra natural

Minerais inorgânicos são elementos e compostos químicos (óxidos, compostos de elementos livres de oxigênio) que não possuem propriedades metálicas. Esses materiais têm resistência química, incombustibilidade, dureza, resistência ao calor, estabilidade de propriedades. Suas desvantagens são alta fragilidade, baixa resistência a mudanças de temperatura, alongamento e flexão.

Materiais de pedra natural (PCM) - Materiais de construção,

obtido de rochas por processamento mecânico (trituração, fusão, divisão, etc.), após o qual a estrutura e as propriedades da rocha são quase totalmente preservadas (Tabela 9.1).

De acordo com a natureza do tratamento de superfície, o PCM é dividido nos seguintes tipos:

pedras de construção naturais(produtos de pedra) - materiais de parede serrados e pedras de revestimento,arquitetura e construçãoprodutos (degraus, peitoris), materiais rodoviários (pedras de assentamento, pedras laterais), produtos para estruturas hidráulicas, revestimento de suportes de pontes, produtos técnicos (placas de mármore, placas de calibração, eixos de granito para equipamentos de fabricação de papel),decorativo e artístico produtos;

materiais de pedra bruta- entulho e pedras de pedregulho, brita, cascalho, areia.

As razões para a destruição do PCM são o congelamento da água nos poros e rachaduras; mudanças frequentes de temperatura e umidade; corrosão química sob a ação de gases (oxigênio, hidrogênio, etc.) e substâncias dissolvidas na água subterrânea e do mar.

Tabela 9.1

Classificação de PCM por método de fabricação

		Método de preparação	exemplos de RMB
		De uma variedade de máquinas de corte de pedra	Blocos-produtos semi-acabados, grandes
		A partir de blocos semiacabados com	Pedras e blocos de parede
			lajes, degraus maciços,
		próximo processamento de pedra*	tábuas de janelas
		Dividindo blocos com pós-	pedras laterais, lajes e pedras
			talhadas, pedras de pavimentação, damas para
		tratamento de sopro	pavimentação, etc
	grosso	Divisão direcional	Base rochosa
		blocos sem processamento adicional
		Explosão de rochas e separação	pedra entulho
		frações finas
	esmagado	esmagar rocha com	Pedra britada, areia artificial
		divisão em facções
		pedra de moagem	Rocha mineral moída
			choque, farinha de pedra

* Processo de doação a uma pedra natural da forma e acabamento externo necessários.

Para proteger os materiais de pedra da destruição, os seguintes métodos são usados:

a proteção construtiva é dar aos produtos uma forma que facilite a drenagem da água e uma superfície lisa e polida do revestimento;

físico e químico a proteção é a impregnação da camada superficial com compostos de vedação, a aplicação de compostos hidrofóbicos (repelentes à água), materiais poliméricos formadores de película (transparentes e coloridos) na superfície frontal.

Pedras de construção naturais (NCS) . Este é um material de construção a partir de rochas após a sua serragem com a preservação da estrutura e propriedades. De acordo com sua densidade, eles são divididos em pulmões (densidade inferior a 1.800 kg/m³) e pesado.

Força é uma propriedade do consumidor da PSK. Seu significado é usado

zuetsya na marcação e avaliada pela resistência à compressão σcom, MPa, amostras no estado seco ao ar.

As propriedades do consumidor também incluem abrasão e desgaste. Para superfícies de estradas, são usados ​​​​pisos, rochas duras, de grão fino e médio.

A resistência à água do PSK é avaliada pelo coeficiente de amolecimento Krm (para estruturas hidráulicas, Krm é de pelo menos 0,8; para paredes externas - pelo menos 0,6).

A resistência ao gelo é avaliada pelo número de ciclos de congelamento e descongelamento alternados: F10, F15, ..., F500. Depende da composição, estrutura e

SEÇÃO IV. CIÊNCIA DE MATERIAIS DE MATERIAIS NÃO METÁLICOS

Capítulo 9

umidade PSK. Alta resistência ao gelo em pedras densas com uma estrutura de granulação uniforme e baixa - em estruturas em camadas.

A resistência ao fogo depende da composição e estrutura da pedra. Em temperaturas elevadas, algumas rochas (gesso, calcário) podem se decompor, enquanto outras (granito) podem rachar.

De acordo com sua finalidade, o PSK é dividido em: parede, revestimento, perfilado, estrada.

Para dar textura à superfície, são utilizados os seguintes tipos de processamento PSK: choque, abrasivo, térmico.

As pedras de parede são obtidas de tufos e calcários densos e porosos. Requisitos gerais para pedras de parede: solidez; densidade de 900 a 2.200 kg/m3; σco = 5–15 MPa para calcários densos e σco = 5–40 MPa para tufos; Krm = 0,6–0,7; resistência ao gelo - não inferior a F15; aspecto decorativo. Pedras naturais finamente porosas não são folheadas. As pedras de parede para assentamento de paredes (tipo I) e divisórias (tipo II) são produzidas nos graus 4, 7, 10, 15, 20, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300 e 400 (marca números correspondem a

valor σco ).

Os blocos de parede têm dimensões lineares normalizadas com tolerâncias< 10 мм. Каждый камень заменяет в кладке от 8 до 12 кирпичей, а их масса – не выше 40 кг. Один из возможных вариантов размеров стеновых камней – 390×190×188, а крупные стеновые блоки для механизирован-

noah deitado - 300 × 800 × 900.

Pedras serradas e lascadas de calcário, dolomita e tufo são usadas para colocar pilares de pontes, fortificar encostas.

Enfrentar pedras- são rochas de belas cores e padrões (decorativos) com a necessária resistência ao gelo (pelo menos F15), resistência (σco pelo menos 5 MPa), solidez. Grandes blocos são obtidos a partir de blocos de pedra natural após serragem, seguido de processamento mecânico.

As pedras de revestimento podem ser de rochas ígneas, sedimentares e metamórficas. A classificação de resistência é a seguinte: forte (σco > 80 MPa); resistência média (σco = 40–80 MPa); baixa resistência

(σco< 40 МПа).

Por durabilidade, distinguem-se 4 classes: muito durável (o início da destruição após 650 anos); durável (200–250 anos); relativamente longevos (75–120 anos); curta duração (20-75 anos). Por decoratividade, distinguem-se pedras altamente decorativas, decorativas, pouco decorativas e não decorativas.

De acordo com sua finalidade, as pedras de revestimento são divididas em:

no revestimento de estruturas hidráulicas (granitos, rochas ígneas de alta resistência e dureza);

lajes para revestimento exterior de edifícios (calcários, dolomitas, arenitos, tufos); o revestimento das paredes do metrô geralmente é feito de mármore;

lajes de plinto (de rochas resistentes).

SEÇÃO IV. CIÊNCIA DE MATERIAIS DE MATERIAIS NÃO METÁLICOS

Capítulo 9

A textura da superfície frontal das placas de revestimento pode ser espelhada (polida), polida (polida com pó), polida com uma ferramenta abrasiva e serrada.

Materiais de pedra de estrada obtido a partir de rochas ígneas e sedimentares que não sofrem intemperismo.

Os materiais de pedra da estrada são divididos nos seguintes tipos:

pedras laterais em forma de viga longa 70–200 cm de rochas ígneas sólidas (diabásio, basalto, granito); são feitos retos e curvos, altos (até 40 cm) e baixos (até 30 cm);

pedras de pavimentação em forma de barras para pavimentação de estradas de grão fino e médio

rochas ígneas sólidas fortes (σco não inferior a 100 MPa) (basalto, granito, diabásio, etc.); as pedras de pavimentação podem ser de alto BV (até 160 mm de altura), médio BS (130 mm), baixo BN (100 mm);

lascado e paralelepípedo em forma de prisma multifacetado (lascado) ou oval (paralelepípedo) de diabásio, basalto, granito;

lajes de pavimentação na forma de lajes retangulares de montanha em camadas

Materiais de pedra bruta . Este grupo inclui bu-

pedras tovy e boulder, brita, cascalho e areia.

Pedra de entulho - grandes fragmentos de rochas, obtidos pela mineração explosiva de calcário, dolomita e arenito. Seus tipos de forma: rasgado, acamado, escamoso (a largura é três ou mais vezes a espessura). Estruturas hidráulicas, alvenaria de fundação são erguidas de buta, pedra britada é obtida.

O cascalho é um material solto na forma de grãos arredondados de 1 a 10 mm de tamanho, obtido pela destruição natural (intemperismo) de rochas sedimentares. Impurezas no cascalho - poeira, argila, se houver areia (25-40%), o material é chamado de mistura de areia e cascalho. As propriedades do cascalho dependem da rocha e são reguladas pelos requisitos técnicos das normas.

A resistência dos grãos de cascalho deve garantir que a resistência do concreto seja 20 a 50% maior que a especificada. De acordo com o grau de resistência ao gelo, o cascalho F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300 são diferenciados. Essa característica é importante se o cascalho for usado para a fabricação de estruturas de concreto para condições climáticas adversas. O cascalho natural também é usado para a preparação de concreto armado e não armado como agregado graúdo. O cascalho é usado para grau de concreto de até 300, os requisitos para ele são fornecidos no GOST 8268-82.

Pedra natural triturada obtido por esmagamento de pedras em pedaços

5–70 mm de tamanho de rochas resistentes ao gelo com σco = 120–200 MPa. A pedra britada é obtida a partir de granito, diabásio, rochas ígneas, de rochas sedimentares (calcário, dolomita). A pedra britada natural é chamada de gruss. A pedra britada geralmente tem uma forma de ângulo agudo, e a melhor forma é um cubo ou tetraedro. A pedra britada é mais limpa que o cascalho.

A crise econômica global não impede os desenvolvimentos inovadores ativos no campo da pesquisa espacial. O vidro metálico "com propriedades estranhas", inventado pela primeira vez em 1960 por Paul Duwetz, parece ter finalmente encontrado uma aplicação digna. Sua composição atualizada está planejada para ser usada na criação de robôs de pesquisa espacial. O portal OKNA MEDIA fala sobre o novo material e o projeto da NASA de robotização espacial.

Vidro de metal volumétrico como um objeto futurista

Quando Paul Duwetz derramou um composto à base de metal quente derretido em 1960 e observou suas propriedades durante o resfriamento rápido, não poderia ter ocorrido a ele que essa invenção incomum não apenas inspiraria o cinema futurista, mas também se tornaria uma base real para novos programas espaciais. Inicialmente, a composição obtida por Duwetz era extremamente frágil e quebradiça. Foi chamado de congelamento ultrarrápido, porque foi produzido com flutuações bruscas de temperatura e o lançamento simultâneo da composição em um cilindro de cobre de rotação rápida. O resfriamento ocorreu a uma taxa de 10.000.000 K/s.

A amorfa como propriedade principal determinou imediatamente o novo material. O nome "vidro metálico a granel" surgiu na década de 1970 para se referir a novas ligas macroscópicas de paládio com volume de 1 mm e estrutura tridimensional. Esse nome foi dado porque a liga era apenas fundamentalmente metálica e sua principal propriedade era a fluidez, ou vitrificação, como os pesquisadores a chamavam. De fato, o vidro metálico é uma estrutura bifásica “vidro-metal”, onde um compósito à base de um metal ou compostos de vários metais se transforma continuamente em um estado vítreo após o resfriamento e sofre uma transformação reversa em um metal solidificado após o aquecimento subsequente a uma taxa suficientemente alta do processo de aquecimento.

foto: diferentes opções para superfícies de vidro de metal - composição após solidificação

Posteriormente, essa capacidade de metamorfose da liga levou os artistas, roteiristas e diretor do filme cult sobre o Exterminador do Futuro a criar a imagem de robôs assassinos autogerados a partir de vidro metálico fluido. No entanto, a aplicação prática da composição até agora tem sido extremamente estreita e tem sido principalmente no campo do micro-forjamento. Até recentemente, os argumentos de que o vidro metálico a granel poderia ser usado na indústria espacial eram de natureza exclusivamente "presuntiva".

Vidro metálico: aplicação prática - Espaço

Até o momento, a NASA é a primeira organização onde o vidro metálico a granel, ou BMG, se tornará membro de um programa espacial de larga escala para robotizar o universo. A principal dificuldade ao trabalhar com vidro metálico está na receita: a composição fica frágil, se você não encontrar uma proporção filigrana entre os metais participantes da liga. Além disso, a cristalização ajuda a prevenir a formação de rachaduras com a ajuda de substâncias especiais que, ao formar redes cristalinas, prendem as bandas de deslizamento dentro da liga e evitam que ela “quebre”. Até agora, experimentos com vidro metálico possibilitaram sua utilização em sistemas microeletromecânicos (MEMS), na produção de implantes e instrumentos cirúrgicos.

A compressa não pode ser esticada: propriedades incríveisbmg

Junto com a fragilidade - um problema com o qual os fabricantes de robôs espaciais precisam lidar e resolver - o vidro metálico tem flexibilidade quase sobrenatural, alto desempenho anticorrosivo e até mesmo propriedades de autocura após a remoção da carga aplicada - quase como em um filme. Uma "fraqueza" interessante do BMG é sua instabilidade a vários tipos de alongamento. No entanto, ao alterar a espessura para o indicador< 10 нм образцы становятся гораздо более устойчивыми к деформациям, чем при толщине < 1 мм, что также называется «странным свойством» металлического стекла. Пока ученые работают с трехмерными микромоделями из металлического стекла и бдумывают пути снижения себестоимости использования состава для его широкого применения в производстве и промышленности, американское космическое агентство заявило о создании роботов-исследователей на основе BMG.

Terminator no espaço real


foto: apesar de fantástica, a película refletiu as principais propriedades do BMG - derrete com facilidade e endurece rápido e com firmeza

Ao contrário do protótipo cinematográfico lúdico, os projetos da NASA são voltados exclusivamente para programas pacíficos de exploração espacial. A estabilidade e o "bom comportamento" dos espécimes BMG sob compressão permitem que a liga seja usada para criar robôs destinados a trabalhar com objetos muito frios. Isso é importante para a operação dos rovers espaciais Curiosity, que não podem funcionar com lubrificação sem aquecimento, e o processo de aquecimento agora se tornou muito caro.

O vidro metálico permite projetar uma espécie de concha protetora que protegerá os carros das temperaturas frias e reduzirá significativamente o consumo de energia para aquecimento. A flexibilidade do vidro metálico permite que ele flua em qualquer forma e superfície quando aquecido e, portanto, suas funções de proteção podem ser usadas para quase qualquer produto de qualquer formato. O uso de substâncias para a cristalização da composição e a randomização dos átomos da liga aumenta suas propriedades protetoras e a torna insensível às cargas. Uma das desvantagens ainda é o grande peso da liga e a estrutura acabada dela.

Vidro metálico na Rússia e cooperação com a NASA

Na Rússia, o inovador material BMG de alta tecnologia começará a ser desenvolvido na Universidade NUST MISIS com base no laboratório Advanced Energy Efficient Materials. Sob a liderança de Akihisa Inoue, professor da Universidade de Tohoku (Japão), reconhecido especialista mundial na área de ciência de materiais e vidro metálico, será desenvolvido um vidro metálico avançado que, segundo cientistas, superará o aço em força. É bem possível que no futuro cientistas russos e americanos criem um programa espacial conjunto, onde o BMG estará envolvido.

Hoje, apesar das sanções econômicas e das complexidades no cenário político russo-americano, a cooperação russo-americana na exploração espacial continua. Uma das experiências interessantes será um programa terrestre para estudar uma pessoa durante um longo isolamento, a fim de preparar astronautas para permanecer em estações alienígenas, por exemplo, em Marte ou na Lua, com a participação do Instituto de Problemas Biomédicos de a Academia Russa de Ciências.

O programa foi descrito em detalhes em entrevista a uma das agências de notícias russas em 6 de dezembro pelo diretor do Programa de Ciências Humanas da NASA, William Palosky.

Programa Vidro Marciano e Metálico

O programa visa construir um experimento de isolamento de duas semanas com a participação de especialistas russos e americanos, que ajudará a estudar e determinar as capacidades do corpo humano em condições de permanência simulada no espaço com base no módulo russo Mars-500. O projeto será implementado em 2017-2018. Especialistas do IBMP (Instituto de Problemas Biomédicos) se tornarão participantes de experimentos em sistemas de isolamento da NASA. Também prevê a participação de um astronauta do Japão no projeto.

Ao contrário do filme Perdido em Marte, o experimento será realizado em grupos de quatro a seis pessoas e na Terra. William Palosky disse que ambos os lados, russo e americano, estão igualmente interessados ​​em fortalecer e expandir a cooperação na exploração espacial. As declarações preliminares do novo presidente dos EUA sobre o desenvolvimento da cooperação entre nossos países no setor espacial também mostram interesse e inspiram otimismo.

É possível que no futuro novos robôs feitos de vidro metálico a granel contribuam para o trabalho de tripulações internacionais em órbita e estações fora da Terra.


foto: estruturas amorfas e cristalinas na composição do BMG no centro de suas propriedades "mutáveis" - força e fluidez Apesar do longo período de tempo - mais de 50 anos desde a data da descoberta - as propriedades do vidro metálico e da estrutura bifásica do cristal de vidro ainda não foram estudadas e representam um enorme território para experimentos e descobertas tecnológicas revolucionárias com o objetivo de aplicação em vários campos da atividade humana - desde eletrônica e medicina até robôs espaciais. Uma nova onda de interesse pelo vidro metálico em nosso tempo está alinhada com a busca pelo uso de uma liga com adição de polímeros ao compósito e sua comercialização máxima.

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vidro de liga metálica

Introdução

1. Óculos de metal

2. Composição, estrutura, propriedades

3. Propriedades mecânicas de vidros metálicos

4. Escopo

Conclusão

Bibliografia

Introdução

Resistência e plasticidade são áreas tópicas de pesquisa em mecânica da fratura. Essas áreas da mecânica de um sólido deformável estão se desenvolvendo intensamente em grande parte em conexão com as demandas cada vez maiores da indústria, razão pela qual o papel de novos materiais e tecnologias está aumentando a cada ano. Seu desenvolvimento, obtenção e estudo de propriedades é uma necessidade objetiva para o desenvolvimento da sociedade humana.

A descoberta do efeito eletroplástico nos metais levou a uma compreensão mais profunda do mecanismo da deformação plástica. Tornou-se possível controlar as propriedades mecânicas dos materiais metálicos.

Em experimentos com corrente pulsada, foi encontrado um aumento na plasticidade e uma diminuição na fragilidade do metal. A corrente elétrica também causa um aumento na taxa de relaxamento de tensões no metal e acaba sendo um fator tecnológico conveniente para aliviar tensões internas. O efeito eletroplástico depende linearmente da densidade de corrente, é mais pronunciado com uma corrente pulsada e está ausente com uma corrente alternada.

A conveniência de expandir o uso do efeito eletroplástico tornou-se óbvia, pois seu uso reduz os custos de energia e, portanto, econômicos. Em particular, na indústria, vários materiais são amplamente utilizados em campos elétricos, o que altera suas características mecânicas.

As propriedades físicas dos vidros metálicos (alta resistência combinada com plasticidade, alta dureza, resistência à corrosão, resistência à abrasão e resistividade elétrica, etc.) são determinadas não apenas pela composição química, mas também pelo estado estrutural desses materiais.

O uso em massa de ligas metálicas amorfas operando em campos elétricos coloca o problema de estudar suas propriedades mecânicas sob a ação de uma corrente elétrica pulsada.

1. óculos de metal

Metais vítreos, metglasses, metálicos. Ligas em estado vítreo formadas durante o resfriamento ultrarrápido de um metal fundido (taxa de resfriamento de 106 K/s). A rápida dissipação de calor é alcançada se pelo menos uma das dimensões da amostra a ser produzida for suficientemente pequena (folha, fita, arame). Achatando uma gota de fusão entre bigornas resfriadas, obtém-se uma folha com largura de 15 a 25 mm e espessura de 40 a 70 mícrons e resfriando em um tambor rotativo (disco) ou rolando um jato entre dois rolos, obtém-se uma fita com 3–6 mm de largura e 40–100 mm de espessura. Ao extrudar o fundido em um líquido resfriado, eles podem ser feitos na forma de um fio.

O estudo de vidros metálicos permite investigar a natureza das propriedades metálicas, magnéticas e outras dos sólidos.

Alta resistência (aproximando-se do limite teórico para cristais) combinada com alta ductilidade e alta resistência à corrosão torna os vidros metálicos elementos de reforço promissores para materiais e produtos.

Alguns vidros metálicos, como o Fe80B20, são ferromagnetos com baixíssima força coercitiva e alta permeabilidade magnética, o que determina seu uso como materiais magnéticos macios. Outra importante classe de materiais magnéticos amorfos são as ligas de terras raras com metais de transição. É promissor usar as propriedades elétricas e acústicas dos vidros metálicos (alta e fracamente dependentes da temperatura, eletricidade, resistência, absorção sonora fraca).

Na década de 1990, vidros metálicos a granel (OMGs) com tamanho > 1 mm em cada uma das 3 dimensões espaciais (Fig. 1) foram obtidos com base em metais amplamente utilizados: magnésio, titânio, cobre, ferro, etc. em ligas binárias, ternárias, quaternárias e multicomponentes.

Arroz. 1. Amostras de peças fundidas de vidro de metal a granel (imagem óptica)

A análise estatística das informações disponíveis no OMS mostrou um aumento em sua capacidade de formação de vidro de ligas binárias para ternárias e quaternárias.

2. Composto,estrutura, propriedades

A composição dos vidros metálicos é de 80% de transição (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Pr, etc.) ou metais nobres e cerca de 20% de não metais polivalentes (B, C, N, Si, P, Ge , etc.) , desempenhando o papel de elementos formadores de vidro. Exemplos são ligas binárias Au81Si19, Pd81Si19 e Fe80B20) e ligas pseudobinárias que consistem em 3-5 ou mais componentes. Os vidros metálicos são sistemas metaestáveis ​​que cristalizam quando aquecidos a uma temperatura igual a ½ do ponto de fusão.

A estrutura atômica dos vidros, que demonstra a ausência de ordem de longo alcance no arranjo dos átomos (Fig. 2), determina suas propriedades, em particular as mecânicas. Em termos de resistência e resistência específica, excedem significativamente as ligas cristalinas correspondentes devido à impossibilidade de usar os mecanismos de deformação acomodativa do tipo discordância ou gêmeo. O limite de escoamento condicional de vidros metálicos a granel atinge ~2 GPa para vidros metálicos a granel baseados em Cu, Ti e Zr, ~3 GPa para Ni, ~4 GPa para Fe, ~5 GPa para Fe e Co e 6 GPa para cobalto ligas. A estrutura de vidro metálico também fornece deformação elástica de até 2%, o que, em combinação com um alto limite de escoamento, leva a grandes valores da energia armazenada de deformação elástica (indicadores yy2/E e yy2/cE, onde yy, c e E são o limite de elasticidade, densidade e módulo de Young, respectivamente). Deve-se notar que estudos recentes indicam a presença de aglomerados atômicos em vidros metálicos a granel.

Arroz. 2. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução e padrões de difração de uma região submicroscópica (SAED) e nanométrica (NBD) selecionada. A ausência de ordem de longo alcance no arranjo dos átomos é perceptível. O tamanho das regiões de dispersão é mostrado por círculos condicionalmente. (Na Rússia, o estudo da estrutura é realizado, em particular, por A.S. Aronin e G.E. Abrosimova)

Os vidros metálicos volumétricos apresentam não apenas alta resistência, dureza, resistência ao desgaste e altos valores de deformação elástica antes do início da deformação plástica, mas também alta resistência à corrosão, incluindo passivação espontânea em algumas soluções. Alta dureza, resistência ao desgaste, qualidade superficial de vidros metálicos volumosos, bem como fluidez ao aquecimento determinam sua utilização em micromáquinas como mecanismos de transmissão (engrenagens), componentes de sistemas mecânicos de alta precisão. Os vidros metálicos a granel à base de ferro e cobalto com uma magnetização de saturação de até 1,5 T têm valores baixos recordes da força coercitiva de menos de 1 A/m e são usados ​​ativamente como materiais magnéticos macios. Deve-se notar que na Rússia os vidros de metal à base de ferro e cobalto foram estudados por cientistas como A.M. Glezer, S. D. Kaloshkin e muitos outros. O fenômeno da transição vítrea observado durante a transição do líquido para o vidro e a desvitrificação após o aquecimento é um dos problemas não resolvidos mais importantes da física do estado sólido. Nomeadamente, as fases amorfa e líquida são a mesma fase, observadas apenas a temperaturas diferentes, ou existe uma transição de fase do estado líquido para o estado amorfo e vice-versa e, em caso afirmativo, que tipo de transição de fase? Algum progresso foi feito usando simulações de computador, mas ainda não está completamente claro.

O fluxo plástico em vidros metálicos ocorre na forma de bandas de deformação por cisalhamento altamente localizadas. No caso em que as condições mecânicas são tais que a instabilidade catastrófica do processo pode ser evitada, existem múltiplas bandas de cisalhamento durante a compressão uniaxial, dobra, laminação e trefilação, bem como durante a indentação localizada.

As deformações em bandas individuais são excepcionalmente grandes. No estudo de réplicas de superfície de fitas de Pd80Si20 nitidamente dobradas usando microscopia eletrônica de transmissão, Masumoto e Maddin observaram bandas de cisalhamento de aproximadamente 200 Å de largura. Usando microscopia de interferência, passos associados a eles de até 2.000 λ de altura foram detectados na superfície, o que indica deformações de cisalhamento na banda. Essas bandas aparecem muito antes da falha; portanto, a deformação de cisalhamento da falha do material excede 200 E. A capacidade de suportar grandes deformações está associada à ausência de uma orientação espacial rígida das ligações da estrutura ou ao fato de que a matriz amorfa é relativamente livre de defeitos macroscópicos como poros, inclusões de óxido, cristais individuais, etc. A primeira explica a plasticidade dos vidros metálicos em comparação com outros vidros inorgânicos, como o dióxido de silício com ligações covalentes; a segunda explica a presença de uma plasticidade mais localizada dos vidros metálicos em comparação com a plasticidade à flexão das chapas de aço.

Deformação de cisalhamento localizada forte em si indica a ausência de encruamento em vidros metálicos. Uma confirmação adicional disso é fornecida por testes de compressão realizados por Pampillo e Chen na liga amorfa Pd77.5Cu6Si16.5. O vidro desta composição é amorfizado, o que permite obter hastes de grande diâmetro (~ 2 mm), convenientes para testes de compressão. As amostras foram submetidas à compressão até o aparecimento de bandas de deformação. Em seguida, foram polidas para retirar os degraus formados pelas listras em sua superfície e posteriormente carregadas novamente.

Descobriu-se que as bandas que apareceram após o primeiro carregamento reapareceram, embora não houvesse concentradores de tensão associados a degraus de deslizamento na superfície. Isso não teria acontecido na presença de encruamento das tiras. A forma das curvas "tensão - deformação" indica a ausência de encruamento: a tensão necessária para o escoamento plástico permanece aproximadamente constante.

3. Propriedades mecânicas de vidros metálicos

Devido à ausência de encruamento, a deformação dos vidros no modo de tensão uniaxial é mecanicamente instável e o fluxo plástico evolui para fratura. Para fios, a tensão cria uma instabilidade de cisalhamento catastrófica. No caso das fitas, para evitar o rasgo, a manifestação dessa instabilidade é precedida pela formação de um pescoço. Neste caso, o pescoço é difícil de detectar, embora a orientação de cisalhamento indique claramente a sua existência, e a temperaturas mais elevadas forma-se um pescoço mais desenvolvido e facilmente observado.

Para tiras de vidros metálicos com seção transversal constante em tração, a falha por propagação de rasgo é típica, característica de tiras finas de materiais de alta resistência. A destruição geralmente começa nas garras devido às concentrações de tensão ali existentes. O rasgo se propaga de forma semelhante a um deslocamento de parafuso em um plano orientado em um ângulo de ~45° em relação ao eixo de tensão e à normal à superfície da fita. Na zona plástica adjacente à trinca, ocorre deformação por cisalhamento localizada e uma ruptura por cisalhamento ao longo do material deformado.

Em uma amostra radialmente simétrica, a tendência de ruptura é eliminada e a falha ocorre simultaneamente com a instabilidade de cisalhamento. Uma banda de cisalhamento excepcionalmente forte se desenvolve em toda a seção transversal da amostra em um ângulo de 45° em relação ao eixo de tensão, ao longo da qual ocorre uma ruptura por cisalhamento.

Uma pequena área lisa correspondente ao cisalhamento inicial é geralmente observada na superfície de fratura dos vidros. O restante da superfície é marcado por um "padrão de veias" observado e descrito pela primeira vez por Leamy. Usando microscopia eletrônica de varredura estéreo, Leamy e seus colegas determinaram que as veias foram levantadas contra um fundo plano. Trincas de cisalhamento em forma de disco são geradas no material e se propagam ao longo da banda de cisalhamento. Onde eles se encontram, o material se decompõe formando pescoços internos, resultando em "veias" suavemente arredondadas. A formação de fissuras de cisalhamento em forma de disco ocorre com a participação da dilatação (expansão ou compressão) da amostra. Isso é confirmado pelo fato de que, quando um fio amorfo é estirado sob condições de pressão hidrostática sobreposta, uma trinca ocorre preferencialmente na periferia externa da zona de cisalhamento. Neste caso, a superfície de fratura é dominada por uma família de veios aproximadamente paralelos e espaçados, orientados perpendicularmente à direção do cisalhamento. Segmentos de trincas curtas se propagam como componentes helicoidais de um loop de discordância, deixando para trás veias que são análogas aos dipolos de discordância de borda.

A destruição final do arame ensaiado à fadiga ocorre sempre simultaneamente com o escoamento geral sobre o restante da seção, ao longo da qual a trinca de fadiga ainda não se propagou. A destruição da fita com a base ocorre da mesma forma, se a tensão de tração aplicada for de aproximadamente 99% da tensão de fluxo. No caso de níveis de tensão mais baixos, a falha ocorre em um ângulo de 45°. Neste último caso, um estado de tensão triaxial ocorre na parte central da seção imediatamente antes da trinca de fadiga. A superfície de fratura catastrófica é orientada em um ângulo de 90° em relação ao eixo de tensão. Macroscopicamente, tal fratura é frágil. Neste caso, a trinca de fadiga se propaga desde o local de sua origem sobre a área, que é um semicírculo. Isto é seguido por uma rápida destruição. A superfície de fratura, orientada em um ângulo de 90° em relação ao eixo de tensão, é caracterizada por um clássico padrão "chevron" em forma de V, cujas linhas são orientadas para o local de formação da trinca. Em um exame mais detalhado da superfície de fratura, os chevrons têm uma forma de dente de serra com superfícies localizadas obliquamente em relação ao eixo de tensão. Um estudo detalhado dessas superfícies mostrou que elas são cobertas por uma malha fina de um padrão equiaxial "semelhante a veias". Isso indica que mesmo sob condições macroscópicas de deformação plana, a fratura local ocorre por um caminho de cisalhamento.

4. Escopo

O interesse pelos vidros metálicos começou, antes de tudo, pelas possibilidades de sua aplicação em tecnologia, baseada nas propriedades inusitadas desses materiais.

As propriedades mecânicas dos vidros metálicos permitem que sejam utilizados como fios de reforço em materiais compósitos utilizados na construção, aeronáutica e desporto, bem como para reforço de betão e materiais similares. As fitas fortes podem ser usadas como enrolamentos para reforçar vasos de pressão ou para construir grandes volantes usados ​​para armazenamento de energia. Alta dureza e falta de limites de grão permitem excelentes arestas de corte, especialmente para lâminas de barbear. Alguns tipos de molas feitas de vidros metálicos podem encontrar aplicação.

As propriedades magnéticas dos vidros metálicos abrem a possibilidade de sua utilização como materiais para núcleos de componentes indutivos de circuitos eletrônicos, em transformadores de potência, onde podem substituir ligas Fe-Si convencionais por grãos orientados, e também em motores, como agentes magnéticos macios materiais para blindagem magnética. , como cabeçotes magnéticos de gravação, sensores, excitadores de filtros mecânicos e linhas de retardo.

Devido às suas propriedades elétricas, os vidros metálicos podem ser utilizados, por exemplo, como termômetros de resistência e aquecedores a baixas temperaturas e resistores de precisão com coeficiente de resistência de temperatura zero. Fitas de vidro metálico supercondutores são insensíveis a danos por radiação e, portanto, podem ser preferidas para aplicações de fusão.

Boa resistência à corrosão os torna muito valiosos para química, cirurgia, biomedicina. No entanto, para tais aplicações, no caso geral, os vidros metálicos não devem ter uma forma de fita, mas alguma outra forma.

Outras aplicações de vidros metálicos também são possíveis, por exemplo, como folhas de brasagem, cátodos de emissão, fusíveis e armazenamento de hidrogênio.

Conclusão

Inicialmente, os vidros metálicos eram objeto de interesse apenas científico, como um novo e incomum estado de um sólido, mas agora são intensamente utilizados na indústria.

O surgimento dos vidros metálicos (ligas com baixa taxa de resfriamento crítico, que possibilitam a obtenção de lingotes de até 1 kg ou mais no estado amorfo) criou a perspectiva de sua utilização também como materiais estruturais. Vidros de metal também têm desvantagens. Eles têm uma ductilidade bastante baixa e também perdem resistência com o aumento da velocidade de carga. No entanto, as ligas amorfas ainda podem ser consideradas vidros plásticos: podem ser perfuradas e cortadas em tiras em carimbos, em arame, podem ser tecidas e dobradas. Eles podem ser usados ​​para fazer malhas tecidas que substituirão com sucesso o reforço em lajes de concreto armado, cordas, compostos de fibras duráveis ​​e uma variedade de produtos, o que economizará uma grande quantidade de metal.

Bibliografia

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Imagem do microscópio eletrônico de transmissão de diferentes níveis de cristalização de um metal amorfo

Engenheiros da University of Southern California desenvolveram um novo tipo de vidro metálico que é mais resistente. O material combina, ao que parece, propriedades incompatíveis - dureza, resistência e elasticidade. O material, que recebeu o nome tecnológico SAM2X5-630, tem a maior resistência ao impacto de todos os vidros metálicos conhecidos.

Os vidros metálicos, ou metais amorfos, são uma classe de sólidos metálicos com uma estrutura amorfa. Ao contrário dos metais com sua estrutura cristalina, a dos metais amorfos é semelhante à estrutura atômica dos fundidos super-resfriados.


À esquerda, uma bola feita de novo vidro metálico salta, à direita - de aço comum

O material é capaz de resistir a fortes impactos, sem desmoronar ou quebrar, mas retornar à sua forma original. O potencial de suas aplicações é quase ilimitado - de brocas e coletes à prova de balas a implantes para fortalecer ossos e proteger satélites espaciais.

Normalmente, os metais amorfos são obtidos por aquecimento a 630 ° C e, em seguida, por resfriamento muito rápido (na ordem de um grau por segundo). O material SAM2X5-630 foi preparado por aquecimento de uma composição em pó à base de ferro (Fe 49,7 Cr 17,7 Mn 1,9 Mo 7,4 W 1,6 B 15,2 C 3,8 Si 2,4).

As propriedades únicas do metal vêm da descoberta bem-sucedida de uma combinação de temperatura de aquecimento e taxa de resfriamento - são precisamente essas condições que a composição resultante experimentou que levam à formação de focos locais de uma estrutura cristalina fracamente pronunciada. Outras condições de aquecimento ou resfriamento levam a metais completamente amorfos com um arranjo aleatório de átomos.

“Quase não tem estrutura interna e nisso é semelhante ao vidro, mas há regiões com cristalização”, diz Veronica Elyason, professora assistente da Viterbi School of Engineering da Universidade e principal autora do trabalho. “Ainda não temos ideia de por que um pequeno número de áreas cristalizadas em vidros metálicos leva a diferenças tão fortes nas respostas ao impacto.”

O limite elástico dinâmico de Hugoniot (o impacto máximo que um material pode suportar sem deformação permanente) foi determinado para o SAM2X5-630 na região de 12 GPa. Para aço inoxidável, esse valor é de 0,2 GPa, para carboneto de tungstênio (usado para criar ferramentas duras e núcleos de balas perfurantes) - 4,5 GPa, para diamantes - até 60 GPa.

O estudo dos metais amorfos começou em 1960 no Instituto de Tecnologia da Califórnia - o primeiro vidro metálico Au 75 Si 25 foi obtido por um grupo de cientistas. Desde então, muitos materiais semelhantes com propriedades interessantes foram obtidos, mas até agora o escopo de sua aplicação prática não pode ser considerado amplo devido ao seu alto custo.

Por exemplo, o Ti 40 Cu 36 Pd 14 Zr 10 obtido recentemente no Japão é não cancerígeno, três vezes mais forte que o titânio, desgasta pouco, não forma pó durante o atrito e praticamente coincide com os ossos humanos no módulo de elasticidade longitudinal - em o potencial que pode ser usado como excelente substituto artificial da articulação.

Ligas amorfas (vidros metálicos)

Metais e ligas no estado amorfo, ou seja, vidros metálicos foram obtidos pela primeira vez em 1959-1960. As propriedades das ligas metálicas nos estados amorfo e cristalino apresentam diferenças significativas. Os vidros de metal têm uma combinação de altas propriedades mecânicas, magnéticas e anticorrosivas.

Uma estrutura amorfa é formada em taxas de resfriamento ultra-altas - 106 K/s e superiores, enquanto atinge um grau muito alto de super-resfriamento, no qual os parâmetros de cristalização de CCC e CK (ver 1.3.5 e Fig. 1.22) são iguais a zero (taxa de resfriamento quando os fundidos são obtidos por métodos tradicionais em torno de 1 K/s). Existem vários métodos para atingir essas velocidades:

• – íon-plasma de alta velocidade e sputtering térmico do material, seguido de condensação de vapor em um substrato resfriado por nitrogênio líquido; taxa de resfriamento de cerca de 1013 K/s;
• – fusão de camadas superficiais finas de peças com um feixe de laser, enquanto uma alta taxa de resfriamento é garantida pela rápida remoção de calor para as camadas profundas do metal; taxa de resfriamento 107-109 K/s;
• – endurecimento do estado líquido; taxa de resfriamento 106...1010 K/s.

A têmpera a partir do estado líquido é o principal método de obtenção de vidros metálicos. A instalação para a implementação desta tecnologia (Fig. 10.14) é composta por três câmaras de vácuo ( 1). Na superior, o metal é fundido por uma tocha de plasma (6), na intermediária há um disco de cobre ( 3 ), a câmara inferior é um reservatório de vácuo. Cadinho de cobre refrigerado a água (4) localizado na parede que separa as câmaras superior e intermediária. Depois de colocar o metal (5) no cadinho, o bombeamento ocorre a uma pressão de 10-4 Pa, então o argônio é fornecido para as câmaras superior e intermediária a uma pressão de 5...8 104 Pa. Depois que o metal é fundido, a pressão na câmara do meio é reduzida para 104 Pa usando uma válvula reguladora (2). Sob a influência da diferença de pressão, o fundido entra na câmara do meio e entra no cobre rotativo

Arroz. 10.14.

disco. Com o fornecimento contínuo de metal líquido, forma-se uma fita com estrutura amorfa.

A tendência para obter uma estrutura amorfa é determinada pelo tipo e composição química da liga. Ligas cujos componentes formam diagramas de estado com eutético, e suas composições são quase eutéticas. Isso se explica, em primeiro lugar, pelo fato de que nas ligas contendo eutéticos a temperatura de final de cristalização é mínima, de modo que o líquido se mantém estável até as temperaturas mais baixas e possui alta viscosidade, o que dificulta os processos de difusão e, consequentemente, a cristalização (em temperaturas mais altas temperaturas, a viscosidade do líquido é menor). Em segundo lugar, quanto mais próxima a composição estiver do eutético, maior será a quantidade de líquido retido na temperatura solidus (para uma liga eutética, a quantidade de líquido de acordo com o diagrama de estado de equilíbrio é de 100%) e menor a probabilidade de formação de núcleos da fase sólida.

Os diagramas de estado com eutéticos são típicos para ligas "metal-não-metal" (lembre-se do conhecido diagrama de estado "ferro-cementita" com eutéticos com um teor de carbono de 4,3%). Elementos amorfos não metálicos incluem C, P, B, N, S, etc. Atualmente, um grande número de ligas amorfas à base de titânio em combinação com vanádio, nióbio, tântalo e também à base de ferro, cromo, nióbio com amorfo componentes foram obtidos. Neste caso, uma estrutura amorfa é alcançada para ligas cujas composições são próximas do eutético. Como exemplo, vamos pegar as ligas Ta80Nb55Si15, Ti72Ta10SiI8, Fe8()B20 (os números são porcentagens atômicas do elemento correspondente).

Um pré-requisito para a obtenção de ligas puramente metálicas amorfas é a presença no diagrama de estado "metal - metal" compostos intermediários – intermetálicos(ver 3.2).

Essas fases, assim como os compostos químicos, possuem sua própria rede cristalina, composição estequiométrica, mas ao contrário de um composto químico, um arranjo desordenado de átomos de vários tipos na rede cristalina. A estrutura complexa de tais fases requer a ocorrência de processos de difusão para sua formação, que são suprimidos em taxas de resfriamento ultra altas, fazendo com que as ligas adquiram uma estrutura amorfa metaestável.

Assim, no sistema "ferro - tungstênio", foram obtidas ligas amorfas com teor de ferro atômico de cerca de 31 ... 68%, ou seja, na região de existência das fases Fe2W e Fe7W6 (por exemplo, W50Fe50). Ligas amorfas semelhantes em composição às fases intermediárias também foram obtidas nos sistemas Mo-Fe, Nb-Ni e Ta-Ni: Mo46Co54, Nb60Ni40 e Ta50Ni50.

A estrutura amorfa dos vidros metálicos é instável, portanto, tende a adquirir a estrutura mais estável, ou seja, estrutura cristalina. Isso ocorre quando aquecido acima do início da temperatura de cristalização ( T cr), que depende da temperatura de fusão ( T pl) da seguinte forma: T kr = (0,4...0,65) Tm, K.

Aquecimento abaixo da temperatura inicial de cristalização ( T kr), levando a um estado mais estável, é acompanhado por pequenas alterações nas propriedades - uma diminuição na resistência elétrica e no volume (Fig. 10.15, 10.16). Quando a temperatura sobe acima T kr há uma mudança brusca dessas características para os valores que a substância tem no estado cristalino.

Mudanças na estrutura e propriedades durante o aquecimento determinam o tratamento térmico de vidros metálicos - isso é um recozimento estabilizador em temperaturas abaixo T cr.

O uso de vidros metálicos é limitado pela temperatura de cristalização, cujo aquecimento altera drasticamente suas propriedades.

A gama de produtos de vidros metálicos é folhas finas, fitas, fios. Sua principal aplicação é

Arroz. 10.15. A influência da temperatura na resistência elétrica de uma liga de metal amorfo Fe 48co 15nii 5Si 14

encontrado em microeletrônica e rádio eletrônica, onde são utilizadas folhas e filmes finos de metais depositados sobre substratos semicondutores ou isolantes.

No entanto, este uso de ligas metálicas amorfas é determinado não apenas e não tanto por considerações tecnológicas, mas por suas propriedades elétricas e magnéticas especiais. Diferenças muito significativas nas propriedades físicas de vidros metálicos e materiais cristalinos são explicadas pela diferença fundamental em sua estrutura, ou seja, a distribuição aleatória (em vidros) em vez de ordenada (em metais tradicionais) de átomos, bem como a ausência de grãos na estrutura de vidro.

Os vidros metálicos são caracterizados principalmente por alta resistividade elétrica e baixos coeficientes de expansão térmica (Tabela 10.4). De acordo com essas características, eles excedem significativamente o nicromo tradicionalmente usado (X20H80).

Tabela 10.4

Resistividade elétrica e coeficiente de temperatura (TC) da resistência de vidros metálicos do sistema "Ni - Si - B"

Arroz. 10.16.

As ligas amorfas de ferro-cobalto têm alta permeabilidade magnética e baixa força coercitiva, o que é importante para materiais magnéticos macios. Eles podem substituir permalloys tradicionais (ligas contendo 45 a 83% de Ni). Assim, para a liga Fe5Co66Cr9Si5Bl5, a permeabilidade magnética μ = 2105, a força coercitiva H c = 0,08 A/m, enquanto para permalloy grau 4-79Mo essas características são 3104 e 0,8 A/m, respectivamente. A força coercitiva é quanto menor, maior o grão, enquanto a estrutura das ligas amorfas é, por assim dizer, um grão.

As ligas amorfas, que incluem ferro, cromo, cobalto, são caracterizadas por uma combinação de altos valores de dureza e resistência (Tabela 10.5).

Tabela 10.5

Propriedades mecânicas de ligas metálicas amorfas

Composição, % átomo.	Dureza, HV

No entanto, o uso de ligas amorfas para a fabricação de peças carregadas, infelizmente, é limitado pela gama produzida. Os fios são usados ​​para reforçar materiais compósitos, as fitas são usadas para enrolar na fabricação de vasos de alta pressão para fortalecê-los. Elementos elásticos também são feitos da fita.

Uma dureza muito alta de peças reais pode ser obtida amorfizando as camadas superficiais das peças por processamento a laser. Assim, o processamento a laser de uma peça de ferro fundido (3,2% C, 2,6% Si, 0,64% Mn, 0,06% P) permitiu obter uma dureza superficial igual a 1200 H.V. Essa alta dureza é obtida pela nitretação de aços contendo alumínio.

A obtenção de ligas amorfas tornou-se muito importante em conexão com o desenvolvimento da área mais importante da ciência dos materiais - a nanotecnologia. A cristalização de ligas amorfas possibilita a obtenção de cristais com tamanhos na faixa dos nanômetros - nanomateriais (ver abaixo, 14.2.2).