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為什麼金屬玻璃具有優異的性能

圖文更新时间:2024-11-15 07:22:16

金屬和塑料是人們生活中的非常重要的兩種材料，但它們有不同的性質。這兩種材料對于基礎設施和科學技術都很重要，并且他們有互補的優點和缺點。金屬又硬又堅韌，但是卻很難塑造出複雜的造型。塑料很容易被塑造成各種形狀，但是卻又脆又軟。

為什麼金屬玻璃具有優異的性能（金屬玻璃是什麼）1

所以，科學家思考，能不能制造一種材料，能像金屬一樣堅硬，又能像塑料一樣容易塑形。它看着像金屬一樣閃閃發光，并且不透明，同時還可以像金屬一樣導熱和導電。但是它要比大多數金屬堅硬得多，這也就意味着它們可以承受很強的壓力，卻不會被折彎或折斷。

這種特殊的金屬，科學家稱之為玻璃态金屬或金屬玻璃。它的優良特性來源于它的非晶體結構。一般的普通金屬，都是晶體結構。即在它們為固态時，它們的原子結構是規則排列的。但科學家使它變為了非晶态金屬。

為什麼金屬玻璃具有優異的性能（金屬玻璃是什麼）2

非晶态金屬通常是一種合金而不是純金屬。這種合金包含尺寸明顯不同的原子，導緻在熔融狀态下自由體積低，因此比其他金屬和合金的粘度高達幾個數量級。粘度阻止了原子移動到足以形成一個有序的晶格。這種材料結構也導緻了冷卻過程中的低收縮率，以及對塑性變形的抵抗。沒有晶界，即結晶材料的薄弱點，導緻更好的抗磨損和抗腐蝕能力。非晶态金屬，雖然在技術上是玻璃，但也比氧化玻璃和陶瓷更堅韌，更不脆。所以它們可以被用來制作超鋒利的手術刀、網球拍、高爾夫球杆、雪杖等。

為什麼金屬玻璃具有優異的性能（金屬玻璃是什麼）3

首次關于金屬玻璃的報道，是由W.Klemen、Willens和Duwez于1960年在加州理工學院生産的一種合金（Au75Si25）。

而最近，西北大學的一個團隊報告了使用人工智能在一年内預測和評估20000種不同的可能的金屬玻璃合金的樣品。他們的方法有望加快新的非晶态金屬合金的研究和上市時間。相信在不久的将來，人們都可以用上金屬玻璃。

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