美发明处理金属玻璃新方法

美国科学家开发了一种叫做快速火花成形的新技术，这种技术可以以低成本快速生产出不同形状的无瑕疵金属玻璃零件。根据美国物理学家网络最近的一份报告，金属玻璃被广泛使用，但是用它制造零件很昂贵，而且容易留下缺陷。现在，美国科学家开发了一种叫做快速火花成形的新技术，这种技术可以以低成本快速生产出不同形状的无瑕疵金属玻璃零件。

项目负责人、加州理工学院工程和应用科学教授威廉·杰森(William Jason)在13日出版的《科学》杂志上说，新方法将彻底改变冶金的面貌。

1960年，加州理工学院的科学家首次发现了金属玻璃，它兼具金属和玻璃的优点，并克服了各自的缺点。它的强度是工业钢的3倍，柔韧性是钢的10倍。它广泛应用于航空航天和消费电子领域。

当金属玻璃被用来制造有用的零件时，在铸造之前，它必须被加热到大约500摄氏度以软化并变成粘稠的液体。然而，在粘稠的液体状态下，金属玻璃的原子很快会自发地“就位”形成晶体。避免快速结晶是制造金属玻璃零件的主要挑战。

以前，人们主要通过将金属玻璃加热到结晶相的熔点以上(一般超过1000摄氏度)来制造金属玻璃部件。人们把熔化的金属玻璃放入铁模具中，让它冷却后再结晶。然而，有一个问题:铁模具只能承受大约600摄氏度的温度。因此，它们需要频繁更换，这大大增加了生产成本。此外，在1000摄氏度的高温下，液态金属玻璃具有很强的流动性，容易飞溅，使得最终获得的零件“伤痕累累”。

杰森的团队找到了另一种以极快的速度加热和处理金属玻璃的方法。他们只是将固态金属玻璃加热到500摄氏度左右，使其变成液态，并有足够的流动性将其注入模具中，然后冷却下来，这一切都发生在金属玻璃结晶之前。

杰森的团队使用电阻加热技术来均匀快速地加热材料。在大约一微秒内，他们向一个小金属玻璃棒发射了一个短而密集的电流脉冲，释放出1000焦耳的能量来加热它。电流脉冲均匀地加热整个金属玻璃，速度是以前的1000多倍。杰森说，在半微秒内，金属玻璃达到了合适的温度，然后熔融金属玻璃被注入模具并冷却，只用了几微秒。

利用这项新技术，杰森的团队在不到40微秒的时间内成功地将一根金属玻璃棒加热到550摄氏度，形成一个没有缺陷和氧化的环形物体。

科学家可以利用新技术来研究熔融金属玻璃。例如，通过在结晶前加热，科学家可以在几微秒内观察结晶过程。这项新技术已经获得专利，正在进入商业化生产。