Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Механические свойства и их "размерная зависимость".
На рисунке изображены снимки (РЭМ) поверхности изделий из МС состава Pt57.5Cu14.7Ni5.3P22.5 . Образец изготавливали методом термопластичного формования при температуре 270 ° C, под давлением 15 MPa в течение 90 с, используя различные пресс-формы: a) никелевая, b) кремниевая, c) полимерная, d, e) алюминиевая, f) изделие полученное методом термопластичного формования.

Металлические стекла для микроштамповки

Ключевые слова:  материаловедение, металлические стекла

Автор(ы): Д.Ю.Охапкина

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

19 декабря 2010

Металлическое стекло (МС) – обычно сплав различных металлов, не успевший стать поликристаллическим из - за очень быстрого охлаждения расплава. Впервые о металлическом стекле упоминалось в 1960 г., когда Пол Дювец выливал металл на холодный быстро вращающийся медный цилиндр, создавая "сверхбыстрозароможенный" аморфный металл. Скорость охлаждения составляла 10 000 000 К / с. Однако изделия, полученные таким способом, были очень тонкими и поэтому сразу не нашли практического применения.

Объемные металлические стекла изготовить куда сложнее тонких лент. Однако попытаться решить эту проблему можно, например, вводя в горячий расплав вещества, которые при застывании образуют «рассеянные» кристаллы, или «дендриты», которые "удерживают" полосы скольжения, не давая им стать трещинами. Нынешние достижения основаны на подборе металлов для самого сплава: медь, железо, цирконий, никель и 5-6 добавок других элементов (в частности, неметаллические элементы часто вводят, чтобы создать локальное разупорядочение, предотвращающее кристаллизацию и образование поликристаллического, а не аморфного, материала). Интересное применение находят сейчас металлические стекла для создания микроэлектромеханических систем (МЭМС), создают биомедицинские имплантаты и хирургические инструменты. Получают металлические стекла по прежнему резким охлаждением расплава. Методом термопластичного формования также в ряде случаев создают изделия из металлического стекла.

Материалы на основе металлических стекол обладают рядом уникальных свойств. Это - очень гибкие материалы, прочные при изгибе и сжатии, износостойкие, которые к тому же обладают высокой коррозионной стойкостью. Материалы на основе МС способны восстанавливать свою форму при снятии нагрузки, но при некотором ее критическом значении, конечно же, незамедлительно разрушаются. К недостаткам изделий из металлического стекла следует отнести их высокую стоимость и неустойчивость к нагрузкам на растяжение.

Согласно недавним исследованиям, металлическое стекло состава Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be 22.5 демонстрирует достаточно странные, но предсказуемые свойства, при толщине образца >1 мм наблюдается пластичность при сжатии, но хрупкость при изгибе и растяжении. Если толщина <1 мм, в образце пластичность при изгибе увеличивается. При толщине образца <10 нм наблюдается существенно более высокая устойчивость к деформациям.

Подобные уникальные механические свойства и отсутствие крупных "зерен", как у обычных металлов, делают металлические стекла привлекательными для микроштамповки и других подобных технологий получения МЭМС. В зависимости от вида прессформ для изготовления изделий из металлического стекла поверхность изделий может быть различна (так, на рисунке изображены снимки (РЭМ) поверхности изделий из МС состава Pt57.5Cu14.7Ni5.3P22.5).

В настоящее время на основе МС создают трехмерные микроизделия. Специалисты полагают, что эти материалы в самом ближайшем будущем найдут применение в военной и космической промышленности. А в перспективе, когда удастся снизить себестоимость и разработать промышленную технологию производства, на их основе будут созданы общедоступные конструкционные материалы для самых разных сфер, обладающие уникальными свойствами.

Охапкина Д.Ю., Козьменкова А., Матвеева М.,Охапкина Д., Ящук Т. по материалам научных публикаций.


В статье использованы материалы: перевод и компоновка студентов ФНМ МГУ


Средний балл: 10.0 (голосов 3)

 


Комментарии
Зачетно
Москаев Артём Сергеевич, 08 февраля 2016 11:17 
Интересно

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Миллион алых роз
Миллион алых роз

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.