Metoda de obținere a metalelor amorfe presupune stingerea rapidă a topiturii, apoi răcirea acesteia la o anumită viteză, când amestecul conține amorfizatori — elemente cu parametrii doriți. Astfel de elemente pot fi substanțe metalice sau nemetalice.
23.09.2021 Subiect: Metalurgie generală Autor: Paxey
În acest articol:
Metalele gazoase, spre deosebire de metalele obișnuite, nu au o structură cristalină. Și prin proprietățile lor diferă semnificativ de substanțele de aceeași compoziție, dar cu o structură cristalină. Multe metale amorfe au un nivel ridicat de rezistență, tenacitate, permeabilitate magnetică, rezistență la procesele corozive.
Caracteristici de formare a metalelor gazoase
Metoda de obținere a metalelor amorfe presupune stingerea rapidă a topiturii, apoi răcirea acesteia la o anumită viteză, când amestecul conține amorfizatori — elemente cu parametrii doriți. Aceste elemente pot fi substanțe metalice sau nemetalice.
Structura unor astfel de amestecuri este similară cu cea a unui lichid înghețat, aranjamentul atomilor excluzând prezența ordinii pe distanțe lungi. Din acest motiv, metalul are o rezistență extraordinară la tracțiune, duritate, coeficient scăzut de dilatare termică, rezistență excelentă la coroziune — mai bună decât oțelurile de cea mai bună calitate.
Metoda de obținere a unei stări amorfe este aplicabilă oricărui metal. De fapt — se folosesc amestecuri de metale de tranziție, cu adaos de amorfizante, acestea contribuind la răcirea rapidă a soluției:
- cromul, fosforul afectează îmbunătățirea rezistenței la coroziune;
- carbonul, borul asigură rezistența;
- borul, siliciul asigură stabilitatea termică.
Produsele realizate din astfel de amestecuri sunt utilizate cu succes cu condiția ca regimul de temperatură externă să corespundă condițiilor de lucru ale unui anumit aliaj — deoarece starea lor termodinamică este instabilă.
Cum sunt produse metalele gazoase
Structura amorfă este obținută prin diferite metode. Dar în toate acestea trebuie asigurată o rată de răcire strict definită. Principalele metode sunt:
- picătura este catapultată pe o suprafață răcită;
- jetul este atomizat cu ajutorul unui gaz sau lichid;
- o peliculă subțire este topită de un laser;
- centrifugarea jetului de amestec;
- răcirea instantanee cu ajutorul unui mediu gazos.
Cea mai eficientă metodă, nu pentru eșantionare, dar cu o productivitate acceptabilă — banda amorfă este obținută prin răcirea jetului metalic cu ajutorul unor tamburi rotativi. O altă opțiune este ca masa topită să fie laminată de role răcite (dintr-un material termoconductor).
Topitura este produsă într-un cuptor cu inducție. Acesta este forțat să iasă din duză de o pompă de gaz neutru, iar în contact cu corpul rotativ rece, se solidifică.
O instalație simplă implementează metoda de călire pe un disc, care permite variația lățimii benzii — definiția depinde de parametrii dimensionali ai creuzetului. Un strat subțire de metal este întins pe suprafața răcitorului rotativ și se întărește. Răcirea poate fi mai rapidă sau mai lentă, depinzând de mai mulți factori, inclusiv — presiunea gazului, dimensiunea duzei.
Se practică amorfizarea stratului superficial al topiturii — astfel de manipulări se realizează în camere speciale de vid, folosind un fascicul laser sau un fascicul al unui câmp magnetic focalizat. Relevant pentru oțelurile pentru scule.
