Neue metallisches Glas ist hart und zäh

Ein neues Mitglied der Familie metallisches Glas kann Scotty es transparente Aluminium in "Star Trek" für seine Mischung aus verblüffenden Eigenschaften Rivalen. Diese Palladium und Silber Legierung von Caltech Forschern entwickelten ist stärker und härter als Titan-Legierungen.

"Festigkeit und Zähigkeit sind tatsächlich sehr unterschiedlich, fast gegenseitig ausschließen", sagte der leitende Forscher Marios Demetriou in einer Erklärung. "Im Allgemeinen sind Materialien, die hart sind ebenfalls schwach; "diejenigen, die stark sind spröde."

Die Zähigkeit von dieser neuen metallisches Glas, gemacht aus dem seltenen Metall Palladium und geringe Mengen anderer Metalle "nicht auf Kosten der Stärke kommt," sagte Demetriou. "Dieses Material hat Festigkeit und Zähigkeit, weshalb es fällt bisher nicht was vorher möglich war."

Metalle werden normalerweise auf eine geordnete, Kristall-ähnliche Atomstruktur. Innewohnende Mängel in dieser Formation machen Metall bruchsicher. Der Nachteil: Metalle sind relativ schwach und formbar. Im Gegensatz dazu hat Glas eine UN-geordnete Struktur mit kleineren Mängeln, die es mehr Kraft gibt (es nicht verformen). Aber sobald ein Riss verbreiten beginnt, es ist nicht mehr aufzuhalten und kann dazu führen, dass die gesamte Struktur zu zerbrechen.

Die Caltech Gruppe manipuliert ihre Metalle zu den Molekülen auf der UN-geordnete Struktur des Glases, nehmen geben sie Glas Härte unter Beibehaltung der optischen und elektronischen Eigenschaften von Palladium, einem weißen, undurchsichtigen Metall. Das resultierende Material ist so stark wie der stärkste Stahllegierung und so zäh wie der härtesten Stahllegierung.

Das Ergebnis ist eine Palladium-Legierung, die eine Linie, die anderen metallischen Gläsern noch verbindet zu erreichen. "Unsere Studie zeigt zum ersten Mal, dass diese Klasse von Materialien, die metallische Gläser, die Kapazität zu den härtesten und stärkste jemals gekannt," Demetriou sagte.

Demetriou deutet darauf hin, dass dieses Material verwendet werden könnten, um härter und stärker Zahnimplantate zu machen (die bereits mit Palladium-Legierungen hergestellt werden). Obwohl es wäre "teuer" für den Einsatz in Großserienfertigung der Automobil- und Luftfahrtindustrie Komponenten, sind sie derzeit auf der Suche nach vergleichbaren Legierungen von Kupfer und Eisen, die billiger wäre.

Das neue Material wurde beschrieben Online-Jan. 9 in der Zeitschrift Nature Materials.