I materiali vetrosi si distinguono dalle loro controparti cristalline a causa della loro struttura atomica amorfa unica, caratterizzata da disordine a lungo raggio e ordine a breve raggio.Questa disposizione distinta li dota di una serie di proprietà preziose, quali isotropia, metastabilità, elevata resistenza, elevata elasticità e resistenza alla corrosione.Questi attributi non hanno solo reso i materiali vetrati onnipresenti in oggetti di uso quotidiano come finestre e bicchieri da bere, ma anche indispensabili in settori ad alta tecnologia come le comunicazioni e l' aerospaziale..
(Diagramma che illustra la struttura atomica dei cristalli e del vetro,
con il lato sinistro raffigurante il cristallo e il lato destro raffigurante il vetro.)
Un esempio pionieristico di materiali vetrosi è il vetro metallico, noto anche come leghe amorfe.si possono creare materiali con una disposizione atomica disordinata simile al vetroQuesti materiali ereditano le caratteristiche microstrutturali del vetro pur presentando eccezionali proprietà magnetiche, meccaniche e chimiche, rendendoli adatti a una varietà di industrie.comprese le apparecchiature elettroniche, comunicazioni, trasporti ed energia.
I vetri metallici offrono vantaggi significativi nella fabbricazione di componenti elettronici, con la loro elevata densità di flusso magnetico di saturazione, elevata permeabilità magnetica,e bassa coercibilità che contribuiscono alla miniaturizzazione e al design leggero dei componenti riducendo al contempo il consumo di energiaPer esempio, l'impiego di vetro metallico nei trasformatori di distribuzione può ridurre drasticamente le perdite di no-load, e quando viene applicato in motori ad alta velocità,può migliorare significativamente l'efficienza operativa, dimostrando evidenti benefici di risparmio energetico.
Diverse forme di leghe amorfe.
L'alta resistenza dei vetri metallici è un altro settore in cui eccellono.che è diverse volte superiore a quella degli acciai strutturali convenzionaliInoltre, l'elevato limite di elasticità dei vetri metallici è da diverse decine di volte superiore a quello delle leghe cristalline tipiche.Questa caratteristica è stata sfruttata in applicazioni come teste di mazze da golf realizzate con vetro metallico a base di zirconio, che può trasferire quasi il 99% dell'energia alla palla, con conseguente aumento di 1,3 volte della distanza di guida rispetto alle mazze convenzionali.
Componenti elettronici
Oltre alle loro proprietà meccaniche, i vetri metallici mostrano anche un grande potenziale come materiali funzionali.Forniscono soluzioni innovative per affrontare i problemi dell'inquinamento ambientale e dello stoccaggio dell'energiaPer esempio, alcuni vetri metallici possono degradare efficacemente le soluzioni di coloranti azotici e, mediante la deallocazione,possono essere trasformate in strutture nano-porose con proprietà di trasporto ionico ed elettronico migliorate, che potrebbe essere applicato in elettrodi supercondensatori flessibili auto-supportati.
Campo di applicazione del vetro metallico - Trasformatori di distribuzione di energia
L'attività catalitica dei vetri metallici nelle reazioni di evoluzione dell'idrogeno apre nuove strade per le tecnologie di conversione dell'energia e di catalisi.La multifunzionalità e il potenziale innovativo di questi materiali suggeriscono un futuro luminoso per la loro applicazione in vari settori, comprese le tecnologie energetiche, sanitarie e di difesa.
Ricarica wireless per veicoli elettrici
L'emergere del vetro metallico rappresenta uno sviluppo trasformativo nel campo della scienza dei materiali, promettendo progressi continui in vari settori.La ricerca incessante di innovazione nelle nuove tecnologie dei materiali è la forza trainante e la speranza duratura per il continuo progresso in questo settore.
Fonte: Xinbo Network (新玻网)
