Che cos'è il metallo amorfo?
Un metallo amorfo è un metallo con una struttura atomica disordinata, in contrasto con la maggior parte dei metalli, che hanno una struttura regolare. Queste sostanze sono anche chiamate vetri metallici, perché un modo per produrre metalli amorfi ricorda la procedura per la fabbricazione del vetro, ma usando il metallo invece della silice. Gli studi indicano che i metalli amorfi possono essere più del doppio del metallo normale e sono ideali per armature militari, con lo stesso peso del metallo normale. A causa della struttura disordinata del materiale, è anche più resistente alla corrosione e all'usura.
Pol Duwez fu creato per la prima volta a Caltech da Pol Duwez nel 1957. Duwez creò il metallo amorfo raffreddando una lega (Au 80 Si 20 ) da uno stato liquido in meno di una frazione di secondo. La velocità di raffreddamento doveva superare un milione di gradi Kelvin al secondo, quindi il raffreddamento del metallo dallo stato liquido a uno stato solido doveva avvenire in millisecondi. Il raffreddamento di questo ha rapidamente impedito al metallo di cristallizzarsi come un metallo tipico, dandogli la sua struttura amorfa unica. All'inizio, le forme di metallo amorfo erano limitate, costituite principalmente da nastri sottili, fogli e fili. Questi vincoli sono stati applicati dalla necessità di una velocità di raffreddamento rapida.
Il metallo amorfo adatto alla commercializzazione è stato realizzato per la prima volta nel 1976 da C. Graham e H. Liebermann. Hanno usato una ruota a rotazione rapida super raffreddata per creare grandi quantità di metallo amorfo adatto ai trasformatori di distribuzione di energia a bassa perdita, commercializzato con il nome Metglas. Il metallo amorfo può essere rapidamente magnetizzato e smagnetizzato, portando a un risparmio energetico quando utilizzato nei trasformatori sulla rete elettrica. Il 70–80% in meno di energia viene consumata dai trasformatori di metallo amorfo, riducendo le emissioni di CO 2 e risparmiando energia. Oggi i trasformatori di metalli amorfi sono ampiamente utilizzati in India e Cina, dove sono stati utilizzati per ridurre con successo le emissioni di gas serra.
Durante gli anni '80, gli scienziati dei materiali hanno sperimentato diverse leghe, per ridurre la velocità di raffreddamento necessaria per la creazione di metalli amorfi. Sono riusciti a ridurre la velocità di raffreddamento critica da centinaia di Kelvin al secondo a un solo Kelvin al secondo, rendendo più fattibile la produzione di vetri metallici sfusi. Nel 2004, i ricercatori sono riusciti a produrre acciaio amorfo alla rinfusa, aprendo la strada a una più ampia commercializzazione del materiale.