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

 

Околесица.  Нановелосипедик.
Околесица. Нановелосипедик.

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Неорганические гормоны
Набиуллин А.Р.
В статье кратко описана гипотеза о схожести действия на организм наночастиц и гормонов.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 &#215; 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

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.