Amorfinis metalas - kas tai?

Amorfinis metalas (taip pat žinomas kaip metalinis stiklas arba stiklinis metalas) yra kietoji metalinė medžiaga, paprastai lydinys, su suardyta atominių dalelių struktūra. Kiti metalai savo kietajame būvyje turi labai tvarkingas atomų sandaras, todėl yra storesni ir sunkiau apdirbami. Amorfinis metalas turi stiklo molekulinę struktūrą, tačiau neturi galimybės sudušti ir skirtingai nuo kitų stiklų, pavyzdžiui - langų stiklų, kurie paprastai yra elektros izoliatoriai, amorfiniai metalai turi ypatingai gerą elektrinį laidumą. Yra keletas būdų, kuriais galima pagaminti amorfinį metalą - lydinį ypatingai greitai vėsinant, fizikinio garų nusodinimo būdu, kietojo kūno reakcijomis, jonų apšvita ir mechaniniu lydymu. Amorfinis metalas - kas tai?

Amorfinis metalas gaminamas labai greitai aušinant lydinius. Pavyzdžiui, amorfinio metalo juostelės gaminamos purškiant išlydytą metalą ant metalo šaldymo disko (kuris šaldo greitai besisukdamas). Greitasis šaldymas milijonais laipsnių per sekundę yra per greitas kristalams susiformuoti ir užšalti, tad medžiaga lieka vadinamojoje "stiklinėje" stadijoje. Visai neseniai buvo atrasti lydiniai kurie turi atsparumą šaldymo spartai ir yra pakankamai patvarūs, kad būtų galima sudaryti plono sluoksnio amorfinio metalo struktūrą (iki 1 milimetro). Taip pat pradėtas gaminti amorfinis plienas, kuris yra tris kartus tvirtesnis negu įprastiniai plieno lydiniai.

Istorija

Pirmasis amorfinio metalo lydinys buvo (Au75Si25) pagamintas 1960 metais. Šis ir kiti gaminami lydiniai turėjo būti aušinami labai greitai (megakelvinas per sekundę, 106 K/s), kad būtų išvengta kristalizacija. Svarbi pasekmė buvo tai, kad amorfinis metalas technologiškai galėjo būti gaminamas ribotomis formomis (įprastai - juostelėmis, folija arba viela), taip pat, kad būti atvėsinama pakankamai greitai, elementai būvo ypatingai mažų matmenų. Rezultatas toks, kad metalinio stiklo storis yra vos mažiau nei šimtas mikrometrai.

1976 metais, H. Liebermann ir C. Grahamas sukūrė naują metodą gaminti plonas amorfinio metalo juosteles ant ypatingai šalto greitai besisukančio ratelis. Tai buvo lydinys iš geležies, nikelio, fosforo ir boro. Medžiaga, žinoma kaip Metglas buvo parduodamos 1980-ųjų pradžioje ir naudojama tarp mažų nuostolių elektros skirstomųjų transformatorių (amorfinio metalo transformatorius).

1988 metais, buvo rastas lydinys iš lantano, aliuminio ir vario rūdos, kuris buvo labai panašiai formuojamas kaip stiklas. Amorfinis metalas, kurio sudėtyje yra Skandžio turi rekordinį mechaninio tempimo stiprumą - maždaug 1500 MPa.

1990 metais buvo išrasti nauji lydiniai tampantys metaliniu stiklu, esant nedidelei šaldymo spartai, kaip vienas kelvinas per sekundę. Šis aušinimo greitis gali būti pasiektas paprastai - liejimo į metalines formas pagalba. Šie amorfiniai lydiniai gali būti pagaminami iki kelių centimetrų storio (maksimalus storis priklausomai nuo lydinio) tuo pat metu išlaikant amorfinę struktūrą. Daugelis amorfinių metalų lydinių yra išgaunami panaudojant reiškinį, vadinamą "painiavos" efektu. Tokie lydiniai susideda iš tiek daug skirtingų elementų (dažniausiai keturi ar net daugiau), kad nuo aušinimo pakankamai greitai, sudedamieji atomai tiesiog negali koordinuoti savęs į tolygios pusiausvyros kristalinę stadiją iki jų mobilumas yra sustabdydomas. Tokiu būdu, gaunami ir išsaugomi atsitiktinės atrankos būdu suirusios būklės atomai.

1992 metais, komercinis amorfinis lydinys, Vitreloy (41,2% Zr, 13,8% Ti, 12.5% Cu, 10%, Ni, ir 22,5% Be) buvo sukurtas Caltech, kaip Energetikos departamento ir NASA tyrimų nauja dalis erdvėlaivių medžiagoms. Poto buvo naudojama dar daugiau panašių lydinių.

2004 metais, amorfinio plieno buvo sėkmingai pagamintos dar dvi grupės, kurios yra nemagnetinės kambario temperatūroje ir žymiai stipresnės nei įprastinis plienas, tad medžiaga įvedama į viešojo ir karinio naudojimo tikslams.

Savybės

Amorfinis metalas yra lydinys, o ne grynasis metalas. Lydinyje atomai yra skirtingų dydžių. Klampumas neleidžia atomams pakankamai judėti, kad sudarytų tvarkingą būvį. Medžiagos struktūra taip pat sukelia labai mažą susitraukimą aušinimo metu ir didelį pasipriešinimą plastinėi deformacijai. Taip pat jis turi didesnį atsparumą dėvėjimuisi ir nebijo korozijos. Amorfiniai metalai, o techniškai metaliniai stiklai, taip pat yra daug stipresni ir mažiau trapūs nei oksido stiklai ir keramika.

Amorfinių medžiagų šiluminis laidumas yra mažesnis negu kristalinio metalo. Kada formuojama amorfinio metalo struktūra, greitas atvėsinimas riboja didžiausią įmanomą storį.

Kad pasiekti amorfinę struktūrą net lėčiau aušinant, lydinys turi būti pagamintas iš trijų ar daugiau komponentų, nes sudėtingų kristalų vienetų, turinčių aukštą potencinę energiją yra labai maža tikimybė susiformuoti. Komponentų atomų plotas turi gerokai skirtis (daugiau nei 12%), kad būtų pasiektas aukštas tankumas ir mažas laisvas tūris. Sudedamųjų dalių derinys turi gauti neigiamos šilumos energijos maišymo procese, kad būtų slopinamos kristalizacijos užuomazgos ir pailginamas laikas, kol išlydytas metalas susinormalizuoja.

Boro, silicio, fosforo ir kiti stiklo formos lydiniai su magnetiniu metalu (geležimi, kobaltu, nikeliu) turi didelį magnetinį imlumą ir didelę elektros varžą. Paprastai metalo stiklo laidumas yra tokio pat mažo dydžio kaip ir išlydyto metalo virš lydymosi temperatūros. Veikiant pakaitomis magnetiniais laukais, taip pat prisideda prie mažo energijos praradimo, pvz. transformatoriaus magnetinių šerdžių.

Parengta pagal SW Baltic, UAB medžiagą
78% rekomenduoja
27 atsiliepimai
Va
2020-10-12, Alytus
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Sodybos name (mūrinis su mansarda) norėčiau įrengti šildymo sistemą. 2 kambariai apie 50m2 bendro ploto. Yra židinys su ortakiais į visus kambarius. Galvoju apie oras-oras šildymo sistemą. Gyvenu name nereguliariai, vandentiekis ir Kanalizacijos įrengti. Ką galite patarti?
ro
2020-09-29, Širvintos
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Mums reikia elektriniu būdu apšildyti 24kv.m grindų. Yra išlieta tik "stiažkė". Kiek reikia elektros (nepastoviai gyvename, sodyba). Kiek darbas ir medžiagos? Koks būtų grindų storis?
li
2020-08-03, Kaunas
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, Norėčiau gauti daugiau informacijos apie šį Jūsų produktą (paslaugą). Prašome susisiekti su manimi.
vy
2020-08-03, Panevėžys
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, viename atsiliepime rašėte: Rekomenduotume pasidomėti apie paprasčiausiai elektrinį grindų šildymą - amorfinio metalo šildymo juostomis, kurių investicija ir pats įdiegimas yra pigūs, jam nereikia jokios priežiūros ir taikoma 15 metų garantija, po kurios jo nereikia atnaujinti ar tvarkyti. Pradedame statyti rąstinį namą, rąstai 27-30 cm, rankomis nužievinti, apvalūs, namo pamatas 76 m2,aukštis apie 8 m, dar viršuje bus kambariai, namo aukštis . Buvome svarstę apie skystu kuru/dyzeliu kūrenamą namą,dar oras-oras arba daryti elektra šildomas grindis pirmame aukšte ir prie to statyti koklinį pečių arba "buržujka". Ką patartumėte mūsų atveju?
ro
2020-07-13,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, Norėčiau gauti daugiau informacijos apie šį Jūsų produktą (paslaugą). Prašome susisiekti su manimi.
re
2020-06-09,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, Norėčiau gauti daugiau informacijos apie šį Jūsų produktą (paslaugą). Prašome susisiekti su manimi.
va
2020-05-12, Vilnius
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Sveiki,domina apšildymas AHT heating kilimėliais?
da
2020-02-18, Lazdijai
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Kas įeina į grindinio šildymo sąmatą, kurią man paskaičiavo programa? Ką galėtumėte pasiūlyti Jūs pagal tuos duomenis?
ir
2020-01-26,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, Norėčiau gauti daugiau informacijos apie šį Jūsų produktą (paslaugą). Prašome susisiekti su manimi.
sa
2020-01-24,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Sveiki. Noriu įsirengti grindinį šildymą name. Mane sudomino Jūsų amorfinio metalo grindinio šildymo sistema. Norėčiau daugiau sužinoti.
ar
2019-11-29, Vilnius
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Domintu geoterminio sildymo kaina, namui 140 kvadratu, vieno auksto, grindinis sildymas. A+ klases namas.
an
2019-11-25,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, Norėčiau gauti daugiau informacijos apie šį Jūsų produktą (paslaugą). Prašome susisiekti su manimi.
ru
2019-11-01, Vilnius
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, reikėtų grindinio šildymo įrengimo kainos: šildomo ploto apie 150 kvadratų.
g.
2019-10-21,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Laba diena, Norėčiau gauti daugiau informacijos apie šį Jūsų produktą (paslaugą). Prašome susisiekti su manimi.
ma
2019-10-19, Raseiniai
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Kuo daugiau skaitau, tuo didesnis chaosas galvoje, kokį šildymo būdą pasirinkti. Esame nupirkę senos statybos medinį namą, jis apmūrytas, langus sudėjom 3 stiklų, ruošiamės visame name įrengti šildomas grindis. Svarstome, ką geriausia būtų pasirinkti, užkraunamą, granulinį, dujų generacinį ar oras-vanduo šildymą. Į ką reikėtų ypatingai atkreipti dėmesį, kad atėjus šalčiams, nereikėtų gailėtis? Beje, katilą planuojame statyti kitame pastate netoli namo, kad nebūtų dūmų ir smalkių namuose. Jei pasirinktume šildymą oras-vanduo, kyla klausimas, ar nebūtų per šalta paspaudus šalčiams, ar neerzintų vibracija ir garsas?
vi
2019-10-12, Vilnius
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Norėčiau įsirengti vandeniu šildomas grindis dabar remontuojamame bute. Bendras buto plotas apie 50 m2. Butas randasi Antakalnyje.
Jokia man reikalinga paslauga nebuvo pasiūlyta.
kr
2019-09-24,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Noriu papildomai šildyti 33,35 m2 butą blokiniame name 3a. arba tik 17 m2 kambarį tame bute.
ja
2019-09-11, Vilnius
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Ieškome šildymo specialistų pirmiausia konsultacijai, o vėliau ir įrengimui. Įrengimo darbai vyktų maždaug sausio-vasario mėnesiais. 72m2 bute norime įrengti grindinį šildymą. Namas apie 1940 statybos, mūrinis ir centrinio šildymo neturi. Taip pat ir karšto vandens. Šiuo metu butas yra šildomas dujiniu katilu su radiatoriais. Norėtume įsirengti šildomas grindis, jei yra įmanoma vandeniu. Butas yra paskutiniame aukšte, tiksliau mansarda. Buto grindys - kažkada buvęs namo stogas. Senieji šeimininkai kalba, kad atlupus grindis rado kaip žvyro ar kažko tai spėjam, kad keramzitas. Ar jį galima nukasti, dėti izoliacinę medžiagą ir vedžioti vandens vamzdukus? Ar dujų katilas būtinai turi būti patalpoje su langu? Ar tinka, jei patalpa yra drabužinė? O gal tokiu atveju geresnis sprendimas oras - vanduo katilas? Ir jei galima įrengti norėtųsi darbų ir medžiagų sąmatos.
pa
2019-08-28, Kėdainiai
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Rekonstruojamas gyvenamas namas dviejų aukštų ir šiuo metu renkuosi šildymo būdą. Bendras namo plotas apie 270m2, lubų aukštis apie 4m. Ar tiktų šių patalpų šildymas infrašildytuvais? Ar šiuo būdu yra šildomas nors vienas gyvenamas namas?
ar
2019-08-21, Kaunas
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Kas naudingiau AHT kilimėlis ar het plėvelė, pagal kainą m AHT dvigubai brangesnis?
js
2019-07-25, Mažeikiai
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Namas 100 kv.m šiltintas mūras, 4 kambariai plius vonia. Ar galima šitokį namą šildyti infraraudonųjų spindulių plokštėmis ir kokia kaina gautųsi 12-10-20-15-27 ir vonia 6 kv.m? Tiesa ar nenušals gėlytės ir t.t.
la
2019-07-05,
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Domina energoplėvelė grindiniam šildymui. Ką galėtumėte pasiūlyti?
vs
2019-06-25, Vilnius
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Domina grindinio šildymo įrengimas gyvenamame name (apie 100 m2). Dabar yra ant betono sudėtos medinės grindys (25mm) ir 50mm vata apšiltintos. Kas yra po betonu nežinau. Gali būti polistirolas, gali ir nebūti. Yra Daikin oras-vanduo šilumos siurblys, dabar radiatoriai. Gal šiais laikais įmanoma prasisukti su bendru aukščiu iki 75mm?
jo
2019-05-15, Kaunas
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Domina grindinis šildymas mediniame name. Butas yra 2-ame aukšte, todėl grindų nebetonuosim.
al
2019-05-13, Ignalina
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Ruošiuosi rekonstruoti karkasinį sodo namelį į medinį. Bus apie 100 kv.m per du aukštus. Grindys bus medinės. Noriu geoterminio šildymo, nors pastoviai negyvensiu ir žiemą per šalčius tikrai negyvensiu, bet nenoriu išleidinėti vandens, bet noriu kad būtų šilta. Kokia sistema geriausiai tiktų?
va
2019-05-11, Šiauliai
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Domina grindų šildymas, butas pirmame monolitinio namo aukšte, 1988 metų statybos, grindis esu išsiardęs iki gelžbetoninių perdengimo plokščių (tame tarpe ir virtuvėje), vietomis noriu įsirengti ir elektrinį šildymą.
r.
2019-05-10, Kaunas
Įvertintas atsakymas į šį paklausimą:
Domina oras-oras šildymo sistema. Gyvenamas sodo namas. Pirmas aukštas 25m2, antras aukštas 13m2.