Si congela cualquier líquido lo suficientemente rápido, incluso el metal líquido, se convierte en un vidrio. Los metales vitrificados, o los vidrios metálicos, están en la frontera de la investigación de la ciencia de los materiales. Se han fabricado mediante el enfriamiento rápido de aleaciones de varios metales, incluido el circonio,paladio, hierro, titanio, cobre y magnesio, y se utilizan para una variedad de aplicaciones, desde la fabricación de palos de golf hasta la construcción aeroespacial. Pero mucho de ellos sigue siendo poco conocido.
Un equipo que incluye a Qiaoshi "Charles" Zeng de Carnegie y "Dave" Mao de Ho-kwang, entre otros, está tratando de descifrar las reglas que rigen la creación del vidrio metálico. Lo están haciendo al mirar los vidrios metálicos bajo presiones extremas.-la investigación de la presión se puede utilizar para sondear la estructura a nivel atómico y comprender el estado de orden o trastorno de un material.
Los cristales están estructurados en patrones repetitivos que se extienden en todas las direcciones. Los vidrios carecen de este tipo de organización estricta. Los metales cristalinos a menudo tienen debilidades en los límites entre los granos de cristal. Los vidrios metálicos carecen de estos defectos, lo que los hace más fuertes.
Desde un punto de vista práctico, las gafas metálicas son extremadamente fuertes, duras y resistentes al desgaste y la corrosión, lo que las convierte en buenas candidatas potenciales para usos de ingeniería, incluidas las carcasas de electrónica y usos médicos, como alfileres quirúrgicos y stents. PeroHasta ahora, su creación es un proceso lento y costoso, porque los científicos carecen de una teoría general del vidrio metálico. Descubrir las reglas fundamentales que rigen los vidrios metálicos, para guiar su desarrollo, podría ser revolucionario.
El equipo, que también incluía a Zhidan Zeng, Stanislav Sinogeikin, Yoshio Kono, Curtis Kenney-Benson, Changyong Park y Wenge Yang de Carnegie, sondeó vidrio hecho de aleaciones de cerio metálico bajo presión. Equipos de investigación de alta presión enCarnegie ha investigado ampliamente las aleaciones de cerio, por lo que fue un ajuste natural para esta investigación. Su objetivo era buscar reglas fundamentales que correlacionaran la estructura y las propiedades de los vidrios metálicos que podrían ayudar a su posterior descubrimiento y síntesis. Sus hallazgos son publicados por Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"La compresión a alta presión es una herramienta extremadamente poderosa para ajustar tanto las estructuras como las propiedades de materiales como los vidrios metálicos y para buscar información que sea consistente en todas las muestras", dijo el autor principal Zeng. "Al medir con precisión la evoluciónde estructura y propiedades durante la compresión, podríamos establecer una relación entre ellos. Cuanto más aprendamos sobre la relación estructura-propiedad en el vidrio metálico, mejor podremos predecir las propiedades de otros vidrios metálicos potenciales ".
A través de su trabajo en vidrio metálico a base de cerio, el equipo pudo descubrir una regla consistente que establece una relación numérica exacta entre la disminución en el volumen de vidrio metálico bajo presión en relación con los cambios en su estructura atómica determinada usando X- avanzadoherramientas de rayos. Esta relación numérica también se mantiene para los vidrios metálicos a presión ambiente.
"La exactitud y universalidad de esta regla que hemos descubierto indica que las estructuras atómicas de los vidrios metálicos no son totalmente al azar, incluso si no están tan regularmente empaquetados como los metales cristalinos; pueden compartir algunas características estructurales predecibles. Esto esun paso importante para comprender qué controla la formación de estos materiales ", dijo Zeng.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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