Металлическое стекло — материал XXI века

Группа ученых НИТУ «МИСиС» и Университета Тохоку (Япония) приступают к разработке гибридных металлических стекол — материала, прочность которого превосходит в 2 раза металлические сплавы обычной кристаллической структуры, сообщает портал «Наука и технологии России — Strf.ru».

Металлические стекла – это металлы или сплавы, представляющие собой однородный аморфный материал. В метстеклах нет традиционной для многих материалов зерненой кристаллической структуры и, соответственно, границ зерен, на которых и начинаются разрушения.«Металлические стекла обладают в среднем в 2 раза большими прочностью по сравнению с кристаллическими сплавами близкого химического, более высокой коррозионной стойкостью, в том числе по отношению к кислотам, морской воде, повышенными твердостью и износостойкостью», – сообщает профессор Дмитрий Лузгин, который будет руководить научной работой институтов.

Впервые металлические стекла были созданы во второй половине XX века, но специалисты сумели по достоинству оценить их необычные свойства лишь в конце 1990-х гг. Главная задача ученых на сегодняшний момент — повысить пластичность материала, сделать его более устойчивым к разрушению при деформациии. 

Руководитель исследования считает, что достичь этого можно, соединив метстекло и полимеры: «Гораздо удобнее произвести новый класс материалов, так называемые материалы-гибриды. Это двухфазные соединения типа металлическое стекло-металлический кристалл, металлическое стекло-полимер, металлическое стекло – квазикристалл. В этом случае материал сочетает свойства и металлического стекла с его прочностью, твердостью и износостойкостью, и пластичность металлического кристалла или полимера. Если мы комбинируем металлическое стекло и полимер, то получаем дополнительно такие свойства, как меньший вес материала и, соответственно, его большую удельную прочность».

Еще одна проблема, которую необходимо решить ученым, - снизить себестоимость материала. Если раньше для производства метстекла применялись дорогие металлы, такие как палладий, лантан, цирконий, то сейчас планируется использовать сплавы титана и магния, что снизит себестоимость материала и позволит массово внедрять его в производство. 

Металлические стекла являются перспективным материалом для аэрокосмической отрасли, автомобилестроения, микромеханики — для тех отраслей, где важна высокая износостойкость и высокое качество поверхности. Металлические стекла из титана проходят испытания в качестве имплантатов в медицине, используются для изготовления хирургического инструмента.

Unique Bulk metallic glass to be elaborated in MISIS

National University of Science and Technology "MISIS" in collaboration with the Tohoku University, Japan, will conduct studies on iron based bulk metallic glass, a highly resilient non-corrosive material with not a regular crystalline, but an amorphous structure. Despite of its unique properties the material needs to be improved. The research team headed by professor Dmitry Luzgin is going to find less expensive components for bulk metallic glass manufacturing and make it more elastic to apply it in aerospace, automotive, electronics and medical devices.

Читайте также:

Суперкомпьютер поможет создавать идеальные материалы

Ученые получают оптические материалы эволюционными методами

Кафедре материаловедения МИФИ — 20 лет!