Fémüveg

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A fémüveg az olvadékból olyan gyorsan lehűtött fém, amelynek nem alakul ki a kristályszerkezete, hanem a gyors hűtés miatt a folyadékban uralkodó atomi rendezetlenség fagy bele az anyagba. Amorf fémnek, fémüvegnek vagy üveges fémnek is nevezik.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A fémüveget fémolvadékból igen gyors hűtéssel állítják elő. A gyors hűtés nem hagy időt arra, hogy az atomok „megtalálják egyensúlyi szerkezetüket”, azaz kikristályosodjon az anyag. A lehűtés tipikus sebessége: 105 K/s. Ezzel a hagyományos előállítási formával gyakori eljárás volt, hogy a fémolvadékot egy gyorsan forgó fémhengerre lőtték rá. Ezt az előállítási módot a 60-as évektől már alkalmazták a kutatók. A megdermedő olvadék, szalagot formálva, közvetlenül alakult át fölhasználható formájú fémüveg anyaggá.

Ma már a fémüvegek gyártását ötvözetekből végzik. Ilyenkor nem szükséges a korábbi igen gyors lehűtési sebességet elérni. Az eljárással néhány milliméter vastagságú fémlapot állítanak elő. Tömbös fémüvegnek is nevezik ezt. Néha 4-5 fémből alkotott ötvözetet is használnak erre a célra. Közöttük gyakoriak a Ti alapú fémüvegek. Ma már a lantán, magnézium, cirkónium, palládium, vas, réz és titán ötvözetekkel az 1 K/s–től a 100 K/s-ig terjedő lehűtési sebességekkel is elő tudnak állítani fémüvegeket.

Számos előállítási módja mellett érdemes megemlíteni a porkohászatit is. Nem csak olvadékból állítható elő, hanem fémgőzből is.

Előnye[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A fémüvegek kétféle előnyéről is beszélhetünk. Az egyik a fémüveg tulajdonságaiból, a másik a gyártásának könnyebbségéből fakad.

A fémüvegek többnyire ötvözetek: többféle fém keverékéből állnak. A sokféle összetevő miatt nagyobb a belső súrlódásuk mint más fémeknek. Ezért kisebb a lehűléskor bekövetkező zsugorodásuk is. Jobban ellenállnak a későbbi deformálódásnak. Előállításkor azonban a képlékeny alakítás lehetővé teszi, hogy fröccsöntéssel, (a műanyagok gyártásához hasonló eljárással) alakítsák ki a fémüvegek formáját. Mivel nincsenek benne szemcsék, ezért a szemcsehatárokon fellépő jelenségek nem gyengítik, korrodálják pl. a fémüveget. Keményebbek és mégis kevésbé ridegek, mint a szilikátos üvegek vagy kerámiák.

Alkalmazása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A fémüvegek egyik fölhasználási területe a transzformátorok maganyagaként való alkalmazása. Igen erős alkatrészeket is ki lehet alakítani belőlük, amit általában porkohászati eljárással végeznek (fogaskerekek készítése).

Történeti adatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Az első fémüveget 1960-ban egy (Au75Si25) összetételű ötvözetből a California Institute of Technology egyetemen állította elő W. Klement (Jr.), Willens és Pol Duwez.
  • 1976-ban fejlesztette ki H. Liebermann és C. Graham azt a módszert, amellyel fémüveg szalagot lehetett előállítani. A fölhasznált anyag egy vas, nikkel, foszfor és bór ötvözet volt.
  • A 80-as évek elején már 5 mm vastagságú fémlapot tudtak gyártani egy 55% palládiumból, 22.5% ólomból és 22.5% antimonból álló ötvözetből.
  • 1988-ban a lantán-alumínium-réz ötvözetekről ismerték föl a jó fémüvegformáló-képességet.
  • 1990-től már 1 K/s lehűtési sebességgel is elő tudtak állítani fémüveget.

Irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Konczos G. (1998): Korszerű anyagok és technológiák. BME. Jegyzet.
  • Bárczy P. (1990): Anyagismeret, NME Kohómérnöki Kar, (J14-1715), Tankönyvkiadó, Budapest
  • Hahn E., Szikora B., Szilagyi M. (1996): Fizikai technológiak, Műegyetemi Kiadó
  • Bárczy P. (1998): Anyagszerkezettan, Miskolci Egyetemi Kiadó
  • G. Konczos, I. Bársony, P. Deák (1998): Introduction to Materials Science and Technology

(Textbook of the Technical University of Budapest for Ph.D. Students in Physics), BME Kiadó, Budapest

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]