Kovy a amorfné zliatiny

Atómy sú usporiadané v topologickom usporiadaní v trojrozmernom priestore, bez dlhodobej periodicity, ale v rozmedzí niekoľkých atómových vzdialeností má usporiadanie atómov stále isté pravidlá, takže možno uvažovať, že atómová štruktúra amorfných zliatin je „dlhodobá porucha, krátkodobý poriadok“. Všeobecne sa definuje, že oblasť rádu krátkeho dosahu amorfných zliatin je menšia ako 1,5 nm, to znamená nie väčšia ako 4-5 atómová vzdialenosť, čo ich odlišuje od nanokryštálov alebo mikrokryštálov=rádu krátkeho dosahu možno rozdeliť na chemický rád krátkeho dosahu a topologický rád krátkeho dosahu. Kryštály sú typické usporiadané štruktúry, zatiaľ čo plyny, kvapaliny a amorfné pevné látky patria k neusporiadaným štruktúram. Amorfné pevné materiály tiež zahŕňajú typy, ako sú amorfné anorganické materiály (ako je sklo), amorfné polyméry a amorfné zliatiny (známe aj ako kovové sklo).

Schopnosť kovov produkovať amorfné stavy bola vždy ťažkým problémom, na ktorého rozlúštenie sa súčasní vedci zamerali. Vedci zistili, že po roztavení sú vnútorné atómy kovov v aktívnom stave. Akonáhle sa kov začne ochladzovať, atómy sa pomaly a usporiadane usporiadajú podľa určitého vzoru kryštálového stavu, keď teplota klesá, pričom sa vytvoria kryštály. Ak je proces chladenia rýchly a atómy stuhnú skôr, ako sa môžu preskupiť, vznikajú amorfné zliatiny. Je vidieť, že jednou z kľúčových technológií výroby amorfných zliatin je ich rýchle schladenie. Príprava amorfných zliatin využíva rýchly proces tuhnutia. Nastriekajte vysokoteplotnú roztavenú oceľ do vysokorýchlostného rotujúceho chladiaceho valca. Oceľ sa rýchlo ochladzuje rýchlosťou miliónov stupňov za sekundu, čím sa teplota 1300 stupňovej ocele zníži pod 200 stupňov len za jednu tisícinu sekundy, čím sa vytvoria amorfné pásy.

Vyspelé krajiny vždy prísne zaviedli technologické blokovanie technológie výroby amorfných zliatin. Po takmer 20 rokoch neutíchajúceho úsilia čínski vedci konečne dosiahli technologický prelom v príprave amorfných zliatin počas obdobia „Deviateho päťročného plánu“ a zvládli základné technológie s nezávislými právami duševného vlastníctva. A prelomy sa dosiahli v industrializácii amorfných zliatin, ktoré tvoria priemyselný rozsah s ročnou produkciou 4 000 ton. Vypĺňa technologickú medzeru v čínskom metalurgickom priemysle. Amorfné zliatiny prešli významnými zmenami fyzikálnych, chemických a mechanických vlastností v porovnaní s kryštalickými zliatinami. Ako príklad si vezmite amorfnú zliatinu, ktorej dominuje železo, má vlastnosti vysokej saturácie hustoty magnetického toku a nízkych strát. Moderný priemysel ho často používa na výrobu jadier distribučných transformátorov. V súčasnosti je Čína schopná vyrábať amorfné pásy rôznych špecifikácií podľa potrieb trhu so svietivosťou až 220 mm. V porovnaní s tradičnými transformátormi z kremíkovej ocele majú transformátory vyrobené z tejto amorfnej zliatiny 60% až 80% zníženie strát naprázdno, čo má významný efekt úspory energie. Ak sa všetky existujúce distribučné transformátory v Číne nahradia transformátormi z amorfnej zliatiny, môže sa pre krajinu ročne ušetriť 9 miliárd kilowatthodín elektrickej energie, čo znamená, že elektráreň na fosílne palivá s výkonom 1 milión kilowattov možno postaviť každý rok menej, 3,64 mil. ton uhlia sa môže znížiť a môže sa znížiť viac ako 9 miliónov metrov kubických oxidu uhličitého a iných výfukových emisií. V tomto zmysle sú amorfné zliatiny ľuďmi známe ako „zelené materiály“.