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

 

Нанояблоки (научная имитация)
Нанояблоки (научная имитация)

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.