Аморфните метали се наричат също така и метално стъкло и притежават изключително многостранни качества. Въпреки че са с много висока твърдост, те са същевременно и високоеластични. Всъщност две противоположни свойства, които са възможни поради уникалното устройство на металните стъкла. За разлика от кристалните материали, аморфните метали нямат изградена структура на решетка. Това е в резултат на много бързото охлаждане на стопения материал. По този начин частиците в метала не могат да се подредят равномерно. Резултатът: аморфно твърдо тяло без кристална решетка, в което атомите остават без определен порядък.
Какво представляват аморфните метали?
Какви предимства има металното стъкло?
Висока твърдост и здравина при същевременно висока еластичност: от тази уникална комбинация се получават множество предимства при производството на аморфни детайли.
Изотропно поведение
Аморфните детайли разполагат с еднакви свойства във всички пространствени посоки. Това осигурява множество предимства, като например при Additive Manufacturing, тъй като производствената камера може да бъде използвана оптимално в комбинация с центрирането на детайла.
Биологична съвместимост
3D принтираните аморфни детайли са биологично съвместими и поради това са много подходящи за различни приложения в медицинската техника. Така например аморфните импланти се приспособяват индивидуално към структурата на тялото на пациента.
Еластичност
Аморфните метали се отличават с висока граница на изтегляне, свързана с еластично удължение от почти 2%. Резултатът от това са различни предимства при производството на импланти, сензори или стави на твърди тела, тъй като еластичността се подобрява значително.
Олекотена конструкция
Чрез високата си твърдост детайлите от аморфни метали могат да бъдат произвеждани по-тънки, с по-малко материал, а оттам – и по-леки. Това е особено важно в сферата на роботиката и медицинската техника, но също така при въздухоплаването и космонавтиката, както и при електрическата мобилност.
Приложение в много студена околна среда
Аморфните метали са еластични при ниска температура, което означава, че имат отлично приложение при екстремно ниски температури и запазват свойствата си. Това предопределя използването на този клас материали в сектора на въздухоплаването и космонавтиката.
Устойчивост на износване
Аморфните метали се отличават с много висока твърдост и поради това с ниска степен на изтъркване, сравнима с керамиката. Това свойства е от важно значение преди всичко за силно натоварени компоненти в производството на инструменти и форми, както и при лайфстайл продукти, като висококачествени часовници.
Аморфни метали – 3 въпроса за новия суперматериал
TRUMPF и Heraeus AMLOY разработиха съвместно метод, който функционира с много фин фокус и изключително малък обем на топене. Топлината се отвежда бързо. По този начин се постига критично време за охлаждане от 200 келвина в секунда: от флюсовата възглавница се изгражда индивидуално оформен и аморфно втвърден имплант.
Тъй като металното стъкло няма кристална решетка, то има свойства, напълно различни от останалите метали. То е едновременно изключително твърдо, високоеластично и много износоустойчиво. Благодарение на това имплантите от аморфни метали могат да издържат отлично на огромните натоварвания в човешкото тяло. Към тях спадат не само удари или сблъсъци. Костите на челюстта се натоварват редовно при захапване и дъвчене; едно ребро издържа годишно на осем милиона дихателни движения.
Аморфните сплави се отличават с модул на еластичност, близък до човешките кости. Това е огромно предимство за процеса на заздравяване и допустимото натоварване на преди това слабото място в човешкото тяло. Същевременно сплавите са устойчиви срещу корозия и сертифицирани като биосъвместими.
Аморфни метални сплави – 4 свойства в центъра на вниманието
Heraeus AMLOY разработи иновативни сплави, които между другото са изключително подходящи за производство на иновативни импланти. На разположение са сплави на базата на цирконий, като Amloy-ZR01 и Amloy-ZR02. Последната вече е сертифициран по ISO 10993-5 и ISO 10993-12 биосъвместим материал. Освен това титанът се използва като материал за медицински компоненти, като костни импланти или пейсмейкъри. Актуалните проучвания на медицинското приложение на титановите сплави са многообещаващи. Дали титан, или цирконий – аморфните сплави впечатляват с разнообразните си качества и поради това се предпочитат за съответните специални приложения.
Бяла книга (Whitepaper)
Какви приложения имат аморфните метали?
Научете повече
От лайфстайл часовник през медицинска техника до олекотени конструкции – аморфните метали разкриват възможности за приложения в множество сектори и промишлени отрасли. Голямо предимство предлага комбинацията от 3D принтиране и метално стъкло. Научете повече!