Metal glass

Koostis / struktuur

Metallklaas (ka amorfne metall) on metallisulam, millel puudub kristallstruktuur.

Omadused

Ferromagnetilisi metallklaase (koobalti, raua ja nikli sulamite baasil) iseloomustavad väga väikesed kaod ümbermagneetumisel (väike hüsterreesisilmuse pindala – “superpehmed” magnetmaterjalid). Metallklaasidel on väga head elastsed omadused (kõrge restitutsioonikoefitsient elastsel põrkel, vt. D69.1)

Saamine

Metallklaasi saadakse sulametallide segu kiirel jahutamisel. Varasemate tuntud amorfsete metallide saamiseks olid vajalikud jahutuskiirused kuni 10⁶ K/s. Nii kiire jahutamisega oli võimalik vaid väga õhukeste detailide, nagu metalllint paksusega mõnikümmend mikronit, valmistamine. Tänaseks on leitud segud, kus jahutuskiirused võivad olla vaid mõned kraadid sekundis, mis võimaldab oluliselt masiivsemate detailide valmistamist.

Rakendused

Esimesed metallklaaside rakendused olid seotud taoliste materjalide heade magnetomadustega. Uuemad metallklaaside margid (nt. LiquidmetalÒ: Zr_41.2Be_22.5Ti_13.8Cu_12.5Ni_10.0, tuntud ka kui VitreloyÒ, materjali leiutas William L. Johnson 1993. a. Kalifornia Tehnoloogiainstituudis) on kasutatavad konstruktsioonides, kus on vajalik hea elastne restitutsioon (spordivahendid – golfikepid, reketid jt.).

Näidised

E69.1.  Metallklaasist (LiquidmetalÒ) ketas.

Demod, katsed

D69.1. Põrkedemo. Lastes suunavate plastsilindrite sees terasest laagrikuulidel põrkuda kahel erineval alusel – terassilindril (vasakul) ja klaasmetallil (3 mm paksune metallklaasi plaat – E69.1 – on liimitud samasuguse silindri pinnale), täheldame, et terasalusel sumbub kuulikese põrkumine mõne sekundiga, samal ajal kui klaasmetallist alusel kestab see 22 sekundit.

Kuhu kaob terassilindril põrkuva laagrikuulikese energia? Kaunis suur osa sellest kulub silindri materjali plastseks deformeerimiseks: lähem vaatlus ilmutab silindri pinnal hulgaliselt põrkejälgi-täkkeid. Metallklaasist plaadi pinnal taolised jäljed puuduvad.

Viited:

1. Nicholas DeCristofaro, “Amorphous Metals in Electric-Power
2. Distribution Applications” [06.10.04]
3. Liquidmetal Technologies [06.10.04]
   Quick Reference Activity Guide: Amorphous Metal [06.10.04]
   (originaalis on selle dokumendi pealkirjas eksitav viga)

Koostas: JK