I ricercatori della National University of Science and Technology MISIS (NUST MISIS) sono riusciti a sviluppare un metodo unico per elaborare i vetri metallici sfusi. Secondo gli autori dello studio, sono riusciti a trovare condizioni di lavorazione che migliorano significativamente la qualità di questo materiale promettente. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Giornale di leghe e composti.

I vetri metallici (metalli amorfi) sono materiali che, a differenza delle forme cristalline, non hanno un ordine atomico a lungo raggio. Secondo gli scienziati, questo rende il materiale ad alta resistenza, elastico, e resistente alla corrosione. I metalli amorfi hanno anche altre proprietà utili, per cui sono richiesti nella costruzione di strumenti, industria meccanica, medicina e ingegneria magneto-elettrica.

Gli scienziati di NUST MISIS hanno spiegato che la fragilità del materiale è uno degli ostacoli al suo uso diffuso. Gli autori dello studio ritengono che il nuovo metodo per elaborare i vetri metallici aiuterà a eliminare questo problema. Il metodo è stato testato su una lega del sistema Zr-Cu-Fe-Al amorfo.

"La ricottura prima e dopo la laminazione era 'proibita' dai canoni della scienza dei vetri metallici, poiché ciò porta alla loro fragilità nella maggioranza assoluta dei casi. La scelta della composizione della lega e del sistema di lega ci ha aiutato a superare questo problema:la ricottura a circa 100 gradi al di sotto della temperatura di transizione vetrosa ha permesso di ottenere la duttilizzazione dei campioni sfusi e l'indurimento dei campioni di nastro senza infragilimento, "Professore Dmitry Luzgin, il responsabile della ricerca, spiegato.

Secondo gli scienziati, è il modo in cui si decompone la matrice amorfa originaria della lega che influenza le caratteristiche del materiale risultante. Si ottengono risultati diversi a seconda della geometria dei campioni, massa o nastro.

"Per i campioni sfusi, abbiamo ottenuto un aumento della plasticità a trazione fino all'1,5% a temperatura ambiente dividendo in due una fase amorfa omogenea. Per i campioni di nastro, è stato raggiunto un aumento del 25% della durezza, che prevede la separazione di nanoparticelle vetrose di fase amorfa secondaria di circa 7 nm con ritenzione di plasticità a flessione e compressione. Questo è un risultato inaspettato e piuttosto significativo, "Andrej Bazlov, l'autore del metodo, un impiegato presso il Dipartimento di Metallurgia Fisica dei Metalli Non Ferrosi di NUST MISIS, disse.

Gli scienziati di NUST MISIS hanno spiegato che la lega del sistema Zr-Cu-Fe-Al non può essere utilizzata come materiale strutturale principale a causa del suo costo elevato; ma ritengono che la tecnologia proposta possa essere applicata ad altre leghe amorfe, in particolare, titanio.

Il nuovo metodo semplificherà il processo di conferimento delle proprietà necessarie ai vetri metallici, ampliando così il loro campo di applicazione. Nel futuro, il team di ricerca vuole utilizzare la nuova tecnologia per produrre titanio e altri vetri metallici sfusi di alta qualità.