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什麼是非晶合金? | TRUMPF

什麼是非晶合金?

非晶合金也稱為金屬玻璃,是一種非常出色的多功能材料。因為它們雖然非常堅固,但卻同時具有高彈性。這實際上是兩種相反的特性,金屬玻璃的獨特性質使其成為可能。不同於晶體材料,非晶合金不具備有序的晶格結構。這由熔體的高冷卻速率引起。如此會阻止顆粒在金屬中均勻排列。結果:無定形,即非晶固體,其中原子幾乎保持無序狀態。

金屬玻璃具有哪些優勢?

在具有高硬度和高強度的同時具有高彈性:由於這種獨特的組合在非晶部件的生產中具有無數優勢。

各向同性表現

非晶部件在所有空間方向上都具有相同的材料特性。從而帶來了諸多優勢,例如在積層製造中,因為結合部件校準可以充分利用安裝空間。
 

生物相容性

3D列印的非晶部件具有生物相容性,因此非常適合用於諸多醫療技術應用。從而可以針對患者體格量身定制非晶植入物。

彈性

非晶合金具有高屈服點和近2%的彈性伸展。從而在植入物、感應器或固體關節的製造中產生了許多優勢,因為彈性得到了顯著改善。

輕質結構

由於強度高,非晶合金製成的部件可以做得更薄、更省材,從而更輕。這在機器人或醫療技術領域尤其重要,在航空航太和電動汽車領域也是如此。

應用於極冷環境

非晶合金在低溫下也具有延展性,即它們可以出色應用於極低溫的應用並保持其特性。因此,該材料類別非常適合用於航空航太工業。

耐磨性

非晶合金具有非常高的硬度,因此磨損率低,可與陶瓷相媲美。這種特性尤其對刀具和模具製造中的高要求組件以及高品質手錶等生活方式產品尤為重要。

非晶合金 – 關於新型超級材料的3個問題

如何3D列印非晶合金?

TRUMPF和Heraeus AMLOY聯合開發了一種工藝,具有非常精細的焦點和極小的熔體體積。熱量迅速消散。從而達到200開爾文/秒的臨界冷卻時間:從粉末床中構建量身定制且非晶固化的植入物。

非晶合金對植入物有何貢獻?

由於金屬玻璃不具備晶格,其表現與其他金屬極為不同。它們非常堅固和耐磨,同時具有高彈性。因此,由非晶合金製成的植入物也能承受人體內的巨大壓力。這不僅包括打擊或碰撞。頜骨在啃咬和咀嚼時經常持續受到壓力;一個肋弓每年承受約八百萬次呼吸運動。

為何金屬玻璃非常適合3D列印骨骼?

非晶合金具有接近人體骨骼的彈性模量。這對愈合過程和先天虛弱區域的恢復能力具有巨大優勢。同時,這些合金具有耐腐蝕性和生物相容性。

非晶金屬合金 – 聚焦4種特性

Heraeus AMLOY已開發出非常適合用於製造創新植入物的創新合金。鋯基合金如Amloy-ZR01和Amloy-ZR02已經可用。後者已是符合ISO 10993-5和ISO 10993-12認證的生物相容性材料。此外,鈦被認為是製造骨植入物或心臟起搏器等醫療組件的材料。目前針對醫療技術用途的鈦合金研究前景非常廣闊。無論鈦還是鋯,非晶合金都以其獨特的特性令人印象深刻,因而非常有利於特定應用。

 
存在哪些非晶應用?

從生活方式(手錶)到醫療技術再到輕質結構:非晶合金為眾多行業開闢了全新應用可能性。一大主要優勢來源於3D列印和金屬玻璃的結合。立即探索!

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