Τι είναι το άμορφο μέταλλο;

Ένα άμορφο μέταλλο είναι ένα μέταλλο με μια διαταραγμένη ατομική δομή, σε αντίθεση με τα περισσότερα μέταλλα, τα οποία έχουν κανονική δομή.Αυτές οι ουσίες ονομάζονται επίσης μεταλλικά γυαλιά, επειδή ένας τρόπος δημιουργίας άμορφων μετάλλων μοιάζει με τη διαδικασία για την κατασκευή γυαλιού, αλλά με τη χρήση μετάλλου αντί για πυρίτιο.Μελέτες δείχνουν ότι τα άμορφα μέταλλα μπορεί να είναι περισσότερο από δύο φορές πιο δυνατά από το κανονικό μέταλλο και είναι ιδανικά για στρατιωτική πανοπλία, ζυγίζοντας το ίδιο με το συνηθισμένο μέταλλο.Λόγω της διαταραγμένης δομής του υλικού, είναι επίσης πιο ανθεκτικό στη διάβρωση και τη φθορά.

Οι άμορφα μέταλλα δημιουργήθηκαν για πρώτη φορά στο Caltech από τον Pol Duwez το 1957. Ο Duwez δημιούργησε το άμορφο μέταλλο με την ψύξη ενός κράματος (Au ₈₀ Si ₂₀ ) από μια υγρή κατάσταση κάτω από ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.Ο ρυθμός ψύξης έπρεπε να υπερβαίνει το εκατομμύριο βαθμούς Kelvin ανά δευτερόλεπτο, έτσι ώστε να ψύξει το μέταλλο από την υγρή κατάσταση σε μια στερεά κατάσταση έπρεπε να συμβεί σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.Η ψύξη αυτό εμπόδισε γρήγορα το μέταλλο να κρυσταλλωτεί σαν ένα τυπικό μέταλλο, δίνοντάς του τη μοναδική άμορφο δομή του.Στην αρχή, οι μορφές άμορφου μετάλλου ήταν περιορισμένες, αποτελούμενες κυρίως από λεπτές κορδέλες, φύλλα και καλώδια.Αυτοί οι περιορισμοί επιβλήθηκαν από την αναγκαιότητα ενός γρήγορου ρυθμού ψύξης.

Το άμορφο μέταλλο κατάλληλο για εμπορευματοποίηση έγινε για πρώτη φορά το 1976 από τους C. Graham και H. Liebermann.Χρησιμοποίησαν έναν υπερψυγμένο τροχό γρήγορου τροχού για να δημιουργήσουν χύδην ποσότητες άμορφου μετάλλου κατάλληλες για μετασχηματιστές ισχύος χαμηλής απώλειας, που εμπορεύονται με το όνομα Metglas.Το άμορφο μέταλλο μπορεί να μαγνητοποιηθεί γρήγορα και να απομακρυνθεί, οδηγώντας σε εξοικονόμηση ενέργειας όταν χρησιμοποιούνται σε μετασχηματιστές στο ηλεκτρικό δίκτυο.70-80% λιγότερη ισχύς καταναλώνεται από μετασχηματιστές άμορφων μετάλλων, μειώνοντας τις εκπομπές CO ₂ εκπομπές και εξοικονόμηση ισχύος.Σήμερα, οι μετασχηματιστές άμορφων μετάλλων χρησιμοποιούνται ευρέως στην Ινδία και την Κίνα, όπου έχουν χρησιμοποιηθεί για την επιτυχή μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.Κατάφεραν να μειώσουν τον κρίσιμο ρυθμό ψύξης από εκατοντάδες Kelvins ανά δευτερόλεπτο σε ένα μόνο kelvin ανά δευτερόλεπτο, καθιστώντας την κατασκευή χύδην μεταλλικών γυαλιών πιο εφικτή.Το 2004, οι ερευνητές πέτυχαν με άμορφη χάλυβα χύδην, ανοίγοντας το δρόμο για την ευρύτερη εμπορευματοποίηση του υλικού.