Metales y aleaciones amorfas

Los átomos están dispuestos en desorden topológico en un espacio tridimensional, sin periodicidad a largo plazo, pero dentro del rango de varios espacios atómicos, la disposición de los átomos todavía tiene ciertas reglas, por lo que se puede considerar que la estructura atómica de las aleaciones amorfas es "desorden a largo plazo, orden a corto plazo". Generalmente se define que la región de orden de corto alcance de las aleaciones amorfas es inferior a 1,5 nm, es decir, no más de 4-5Espaciamiento atómico, lo que las distingue de los nanocristales o microcristales=orden de corto alcance Se puede dividir en orden químico de corto alcance y orden topológico de corto alcance. Los cristales son estructuras ordenadas típicas, mientras que los gases, líquidos y sólidos amorfos pertenecen a estructuras desordenadas. Los materiales sólidos amorfos también incluyen tipos como materiales inorgánicos amorfos (como el vidrio), polímeros amorfos y aleaciones amorfas (también conocidas como vidrio metálico).

La capacidad de los metales para producir estados amorfos siempre ha sido un problema difícil en el que los científicos modernos se han centrado en descifrar. Los científicos han descubierto que después de fundirse, los átomos internos de los metales quedan en un estado activo. Tan pronto como el metal comienza a enfriarse, los átomos se ordenarán lenta y ordenadamente según un cierto patrón de estado cristalino a medida que la temperatura disminuye, formando cristales. Si el proceso de enfriamiento es rápido y los átomos se solidifican antes de que puedan reorganizarse, se producen aleaciones amorfas. Se puede ver que una de las tecnologías clave para producir aleaciones amorfas es cómo enfriarlas rápidamente. La preparación de aleaciones amorfas adopta un rápido proceso de solidificación. Rocíe acero fundido a alta temperatura en un rodillo de enfriamiento giratorio de alta velocidad. El acero se enfría rápidamente a una velocidad de millones de grados por segundo, reduciendo la temperatura del acero de 1300 grados a menos de 200 grados en sólo una milésima de segundo, formando tiras amorfas.

Los países desarrollados siempre han implementado estrictamente bloqueos tecnológicos a la tecnología de fabricación de aleaciones amorfas. Después de casi 20 años de incansables esfuerzos, los científicos chinos finalmente lograron avances tecnológicos en la preparación de aleaciones amorfas durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", dominando tecnologías centrales con derechos de propiedad intelectual independientes. Y se han logrado avances en la industrialización de aleaciones amorfas, formando una escala industrial con una producción anual de 4.000 toneladas. Llena un vacío tecnológico en la industria metalúrgica de China. Las aleaciones amorfas han sufrido cambios significativos en sus propiedades físicas, químicas y mecánicas en comparación con las aleaciones cristalinas. Tomemos como ejemplo la aleación amorfa dominada por el hierro, que tiene las características de alta densidad de flujo magnético de saturación y baja pérdida. La industria moderna lo utiliza a menudo para fabricar núcleos de transformadores de distribución. En la actualidad, China es capaz de producir tiras amorfas de diferentes especificaciones según las necesidades del mercado, con un brillo de hasta 220 mm. En comparación con los transformadores tradicionales con núcleo de acero al silicio, los transformadores fabricados con esta aleación amorfa tienen una reducción del 60% al 80% en las pérdidas sin carga, lo que tiene un efecto de ahorro de energía significativo. Si todos los transformadores de distribución existentes en China se sustituyeran por transformadores de aleación amorfa, el país podría ahorrar 9 mil millones de kilovatios hora de electricidad cada año, lo que significa que cada año se podría construir una central eléctrica de combustibles fósiles de 1 millón de kilovatios menos, 3,64 millones. Se pueden reducir toneladas de carbón y más de 9 millones de metros cúbicos de dióxido de carbono y otras emisiones de escape. En este sentido, las aleaciones amorfas son conocidas por la gente como "materiales verdes".