المواد الزجاجية تتميز عن نظرائها البلورية بسبب بنيتها الذرية غير المتحركة الفريدة ، والتي تتميز بالاضطراب طويل المدى والترتيب قصير المدى.هذا الترتيب المميز يزودهم بمجموعة من الممتلكات القيمة، مثل تعدد النظائر، الاستقرار، القوة العالية، المرونة العالية، ومقاومة التآكل.هذه الخصائص لم تجعل المواد الزجاجية موجودة في كل مكان فقط في الأشياء اليومية مثل النوافذ وكؤوس الشرب ولكن أيضا لا غنى عنها في مجالات التكنولوجيا العالية مثل الاتصالات والفضاء.
(مخطط يوضح الهيكل الذري للبلورات والزجاج،
مع الجانب الأيسر يمثل البلور والجانب الأيمن يمثل الزجاج)
مثال رائد للمواد الزجاجية هو الزجاج المعدني ، والمعروف أيضًا باسم سبائك غير المتحركة. من خلال تبريد المعادن المنصهرة بسرعة مثل سبائك Fe-based ، Co-based ، أو Fe-Ni من درجات الحرارة العالية ، يتم تحويل المواد إلى زجاج معدني.يمكن للمرء أن يخلق مواد بترتيب ذري فوضوي مشابه للزجاجهذه المواد ترث خصائص الهيكل المجهري للزجاج مع إظهار خصائص مغناطيسية وميكانيكية وكيميائية استثنائية، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من الصناعات،بما في ذلك الإلكترونياتوالاتصالات والنقل والطاقة.
تقدم الزجاج المعدني مزايا كبيرة في تصنيع المكونات الإلكترونية ، مع كثافة التشبع المغناطيسية عالية ، والشفافية المغناطيسية العالية ،والإكراه المنخفض الذي يسهم في تصميم المكونات المصغرة والخفيفة الوزن مع تقليل استهلاك الطاقةعلى سبيل المثال، استخدام الزجاج المعدني في محولات التوزيع يمكن أن يقلل بشكل كبير من خسائر عدم الحمل، وعندما يتم تطبيقها في المحركات عالية السرعة،يمكن أن يعزز بشكل كبير كفاءة التشغيل، والتي تظهر فوائد واضحة في توفير الطاقة.
أشكال مختلفة من السبائك الجامدة
القوة العالية للزجاج المعدني هي مجال آخر يتفوقون فيه. على سبيل المثال، يمكن أن تصل قوة الكسر للزجاج المعدني الكبير القائم على الكوبالت إلى 6.0 GPa،والذي هو عدة مرات من الصلب الهيكلي التقليديوعلاوة على ذلك، فإن الحد العالي من مرونة الزجاج المعدني هو عدة إلى عدة عشرات من أضعاف السبائك البلورية النموذجية.تم الاستفادة من هذه الخصائص في تطبيقات مثل رؤوس نادي الغولف المصنوعة من الزجاج المعدني القائم على الزركونيوم، والتي يمكن أن تنقل ما يقرب من 99٪ من الطاقة إلى الكرة، مما يؤدي إلى زيادة 1.3 مرة في مسافة القيادة مقارنة بالعصي التقليدية.
مكونات إلكترونية
وبالإضافة إلى خصائصها الميكانيكية، تظهر الزجاجات المعدنية أيضا إمكانات كبيرة كمواد وظيفية.توفر حلول مبتكرة لمعالجة مشاكل التلوث البيئي وتخزين الطاقةعلى سبيل المثال بعض الزجاجات المعدنية يمكن أن تتحلل بفعالية محلولات الصبغة الأزوي،يمكن تحويلها إلى هياكل نانوية مسامية ذات خصائص نقل أيونية وإلكترونية محسنة، والتي يمكن تطبيقها في أقطاب الكهربائية المرنة ذات الدعم الذاتي.
مجال تطبيق الزجاج المعدني - محولات توزيع الطاقة
النشاط التحفيزي للزجاج المعدني في تفاعلات تطور الهيدروجين يفتح طرقًا جديدة لتكنولوجيات تحويل الطاقة والحفز.ويمكن أن تظهر القدرة المتعددة الوظائف والإمكانات الابتكارية لهذه المواد مستقبلًا مشرقًا لتطبيقها في مختلف المجالات، بما في ذلك الطاقة والرعاية الصحية وتكنولوجيا الدفاع.
الشحن اللاسلكي للسيارات الكهربائية
ظهور الزجاج المعدني يدل على تطور تحويلي في مجال علوم المواد ، ويعد بمواصلة التقدم في مختلف القطاعات.السعي المستمر للابتكار في تكنولوجيات المواد الجديدة هو القوة الدافعة والأمل الدائم للتقدم المستمر في هذا المجال.
المصدر: شبكة شينبو (新玻网)
