基本介紹
- 中文名：超級玻璃
- 外文名：Super glass
- 意義：金屬玻璃製造得到戰略性運用
- 優點：抵消玻璃材料的脆弱易碎性
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基本信息
玻璃能比鋼鐵還堅固和強力。一種新型的容損金屬玻璃，已經被證明超出了任何已知材料的強度和韌性，美國能源部（DOE）、勞倫斯伯克利國家實驗室（伯克利實驗室）和加州理工學院的研究人員合作測試通過了這一新發現。更令人驚喜的是，這種玻璃似乎很快就能投入日常使用。
戰略性的運用
研究結果標誌著金屬玻璃的製造得到了第一次戰略性的運用。可以利用這一工藝來製造更強更堅韌的玻璃製品。這一研究成果已經在美國能源部科學辦公室經過了鑑定和測試，支持加州理工學院的製造工作則是美國國家科學基金會。
容積剪下率
“由於含鈀元素這種高容積剪下率的金屬，剪下帶形成所需要的能量遠低於剪下帶斷開成為裂口的能量，”里奇解釋道，“這就導致了這種玻璃具有超強的可塑性，能夠抵抗巨大的衝擊力，這種衝擊力只能讓它彎曲，而不是碎裂。”
里奇是伯克利實驗室材料學部和美國加州大學伯克利分校材料科學與工程系聯合任命的項目主持人，這一研究結果發表在<自然>雜誌上，里奇教授同樣也是其中一位作者。
技術
“我們跟裂縫玩的遊戲就是儘量延長裂縫的廣泛性，通過其他玻璃金屬的合成辦法，讓整個材料在斷裂之前擁有更強的可塑性變化。”里奇說，“另外，鈀元素能夠提供優秀的、不同尋常的禁止能力，在對付非晶體材料的開放性裂紋方面具有神奇的功效。這讓我們的金屬玻璃具有了能夠跟已知的最堅硬的金屬相媲美的韌性。這種堅固和韌性的配合，或者說抗損傷的延展性能的罕見組合，超出了我們已知的最強硬最堅固的材料範圍。”
最初的新玻璃材料樣本是由含磷、矽和鍺的微量鈀元素混合，取得了直徑約一毫米的玻璃棒，而後來加州理工學院的研究人員添加了銀元素，讓玻璃棒的厚度擴大到六毫米。這種金屬玻璃的大小是有限的，必須迅速冷卻或者“淬火”，才能得到最後的非晶態液態金屬。
“我們的經驗是，為了製作金屬玻璃，我們至少需要五種元素。這樣，當我們冷卻材料的時候，它就不知道按照什麼晶體結構來排序，從而具備非晶體狀態。”里奇說。
“傳統觀點認為，材料的強度和韌性是一對互相排斥的屬性。這就使得我們的金屬玻璃具有挑戰人智力的刺激性。我們是在逆流而行，把玻璃的堅硬屬性套在了金屬的抗損延展性的封套里。”
