Métaux et alliages amorphes

Les atomes sont disposés en désordre topologique dans un espace tridimensionnel, sans périodicité à long terme, mais dans la plage de plusieurs espacements atomiques, la disposition des atomes a encore certaines règles, on peut donc considérer que la structure atomique des alliages amorphes est "trouble à long terme, ordre à court terme". Il est généralement défini que la région d'ordre à courte portée des alliages amorphes est inférieure à 1,5 nm, soit pas plus de 4-5 espacement atomique, ce qui les distingue des nanocristaux ou microcristaux=ordre à courte portée peut être divisé en ordre chimique à courte portée et en ordre topologique à courte portée. Les cristaux sont des structures ordonnées typiques, tandis que les gaz, les liquides et les solides amorphes appartiennent à des structures désordonnées. Les matériaux solides amorphes comprennent également des types tels que les matériaux inorganiques amorphes (tels que le verre), les polymères amorphes et les alliages amorphes (également appelés verre métallique).

La capacité des métaux à produire des états amorphes a toujours été un problème difficile que les scientifiques modernes se sont efforcés de déchiffrer. Les scientifiques ont découvert qu'après la fusion, les atomes internes des métaux sont dans un état actif. Dès que le métal commence à refroidir, les atomes s’agenceront lentement et de manière ordonnée selon un certain modèle d’état cristallin à mesure que la température diminue, formant ainsi des cristaux. Si le processus de refroidissement est rapide et que les atomes se solidifient avant de pouvoir se réorganiser, des alliages amorphes sont produits. On peut constater que l’une des technologies clés pour produire des alliages amorphes est de savoir comment les refroidir rapidement. La préparation des alliages amorphes adopte un processus de solidification rapide. Pulvérisez de l'acier fondu à haute température dans un rouleau de refroidissement rotatif à grande vitesse. L'acier refroidit rapidement à une vitesse de millions de degrés par seconde, réduisant la température de l'acier à 1 300 degrés à moins de 200 degrés en seulement un millième de seconde, formant des bandes amorphes.

Les pays développés ont toujours mis en œuvre strictement des verrouillages technologiques sur la technologie de fabrication des alliages amorphes. Après près de 20 ans d'efforts inlassables, les scientifiques chinois ont finalement réalisé des percées technologiques dans la préparation d'alliages amorphes au cours de la période du « Neuvième Plan quinquennal », maîtrisant les technologies de base avec des droits de propriété intellectuelle indépendants. Et des percées ont été réalisées dans l'industrialisation des alliages amorphes, formant une échelle industrielle avec une production annuelle de 4 000 tonnes. Il comble un vide technologique dans l'industrie métallurgique chinoise. Les alliages amorphes ont subi des changements significatifs dans leurs propriétés physiques, chimiques et mécaniques par rapport aux alliages cristallins. Prenons comme exemple l'alliage amorphe dominé par le fer, il présente les caractéristiques d'une densité de flux magnétique à saturation élevée et de faibles pertes. L'industrie moderne l'utilise souvent pour fabriquer des noyaux de transformateurs de distribution. À l'heure actuelle, la Chine est en mesure de produire des bandes amorphes de différentes spécifications selon les besoins du marché, avec une luminosité allant jusqu'à 220 mm. Par rapport aux transformateurs traditionnels à noyau d'acier au silicium, les transformateurs fabriqués à partir de cet alliage amorphe présentent une réduction de 60 à 80 % des pertes à vide, ce qui a un effet d'économie d'énergie significatif. Si tous les transformateurs de distribution existants en Chine sont remplacés par des transformateurs en alliage amorphe, 9 milliards de kilowattheures d'électricité pourraient être économisés pour le pays chaque année, ce qui signifie qu'une centrale électrique à combustible fossile de 1 million de kilowatts pourrait être construite de moins chaque année, soit 3,64 millions. des tonnes de charbon peuvent être réduites et plus de 9 millions de mètres cubes de dioxyde de carbone et d'autres émissions de gaz d'échappement peuvent être réduits. En ce sens, les alliages amorphes sont connus par les gens comme des « matériaux verts ».