Свойства и применение аморфных сплавов

Ученым из Ок-Риджской национальной лаборатории в США удалось получить аморфную сталь. Этот материал, который можно назвать металлическим стеклом, пытались создать многие научные коллективы. Привлекательность сплава заключается в необычных свойствах этих материалов. Некоторые ученые считают, что производство таких сплавов приведет к революционным изменениям в структуре промышленного производства и потребления продукции, подобным тем, что вызвали в свое время появление стали и полимеров.

Аморфные сплавы впервые были получены в конце 50-х годов прошлого века. Полученные ранее аморфные сплавы имели слишком высокую цену — около $220 за килограмм. Высокая цена объясняется тем, что в основе этих сплавов были очень дорогие цирконий и палладий. Аморфная сталь, разработанная учеными из Ок-Риджа, будет стоить около $33 за килограмм. Это всё еще слишком много для массового применения, но для специальных приложений, вроде медицинских имплантатов или спортивного инвентаря, вполне приемлемо.

Прежние образцы аморфной стали имели еще один существенный недостаток — возможность получать путем отливки лишь очень небольшие образцы, с поперечными размерами до 4 мм. Попытки увеличить размеры отливок приводили к кристаллизации сплава при остывании. Устранить этот недостаток и при этом существенно снизить цену материала американские ученые смогли за счет использования нового состава стали, куда, помимо традиционных для стали добавок углерода, хрома, марганца, молибдена и бора, вошел элемент иттрий. Сталь с 1,5% содержанием иттрия оставалась в расплавленном состоянии при сравнительно низкой температуре, что и создает возможность для получения аморфной структуры металла при затвердевании. Американские ученые смогли получить отливки с поперечным размером 12 мм — это максимально возможный размер в лабораторных условиях, в реальном производстве размеры отливок новой аморфной стали могут быть значительно большими. У полученных образцов есть еще одно замечательное свойство — в отличие от обычной стали, они не притягиваются магнитом (точнее, магнитные свойства проявляются лишь при глубоком охлаждении).

Все эти годы ученые непрерывно ведут поиск новых, более дешевых сплавов. По мнению специалистов, нас действительно ждет новая индустриальная революция, если удастся получить аморфный сплав раз в десять дешевле нынешнего. - Г.А.

Снаряды с обеднённым ураном заменят через два года.

28.08.2003 09:33 Ожидается подписание контракта между командованием Сухопутной армии США и компанией Liquidmetal Technologies по разработке новых снарядов для противотанковых орудий. Снаряды, содержащие экзотический аморфный вольфрамовый сплав, в котором атомы выстроены хаотично, так же, как в стекле или жидкостях (оттуда название "жидкий металл"), должны будут заменить пользующиеся дурной славой боезаряды с сердечниками из обеднённого урана. На этот шаг армия США идёт под жесточайшим политическим давлением: считается, что снаряды наносят серьёзный вред экологии и здоровью как участников вооружённого конфликта, так и мирного населения. Причиной, по которой военные продолжают цепляться за снаряды с обеднённым ураном, ≈ это их высокая эффективность против бронированной техники противника. При ударе урановый снаряд заостряется (поскольку материал, распадаясь, сохраняет некоторое время изначальную форму снаряда, ≈ это свойство называется полосным адиабатическим сдвигом), и к тому же становится пирофорическим ≈ вспыхивает при соприкосновении с воздухом. По утверждению руководства Liquidmetal, аморфный вольфрамовый сплав обладает теми же самыми свойствами, и при этом куда менее токсичен, по сравнению с обеднённым ураном. Правда, экологи утверждают, что и такой вольфрамовый сплав может быть в длительной перспективе очень опасен для здоровья: попавшие в организм частицы вольфрама могут стать причиной возникновения раковых опухолей.