비정질 금속이란?

비정질 금속은 규칙적인 구조를 갖는 대부분의 금속과 달리 무질서한 원자 구조를 갖는 금속이다. 비정질 금속을 만드는 한 가지 방법은 유리를 만드는 절차와 비슷하지만 실리카 대신 금속을 사용하기 때문에 이러한 물질을 금속 유리라고도합니다. 연구에 따르면 비정질 금속은 일반 금속보다 두 배 이상 강할 수 있으며 일반 금속과 같은 무게의 군용 갑옷에 이상적입니다. 재료의 무질서한 구조로 인해 부식과 마모에 더 강합니다.

1957 년 Pol Duwez에 의해 Caltech에서 비정질 금속이 처음 생성되었습니다. Duwez는 액체 상태에서 합금 (Au ₈₀ Si ₂₀ )을 1 초 미만으로 냉각시켜 비정질 금속을 생성했습니다. 냉각 속도는 초당 백만도를 초과해야하므로 액체 상태에서 고체 상태로 금속을 냉각하는 작업은 밀리 초 단위로 이루어져야했습니다. 이것을 냉각 시키면 금속이 전형적인 금속처럼 결정화되는 것을 방지하여 독특한 비정질 구조를 제공합니다. 처음에는 비정질 금속의 형태가 제한되어 있었으며 대부분 얇은 리본, 포일 및 와이어로 구성되었습니다. 이러한 제한은 빠른 냉각 속도의 필요성에 의해 강화되었습니다.

상용화에 적합한 비정질 금속은 1976 년 C. Graham과 H. Liebermann에 의해 처음 만들어졌다. 그들은 과냉각 된 고속 회전 휠을 사용하여 저손실 전력 분배 변압기에 적합한 대량의 비정질 금속을 만들었으며 Metglas라는 이름으로 상용화되었습니다. 비정질 금속은 신속하게 자화 및 탈자 될 수있어 전기 그리드의 변압기에 사용될 때 전력을 절약 할 수 있습니다. 비정질 금속 변압기는 전력 소비를 70 ~ 80 % 줄여 CO2 배출량을 줄이고 전력을 절약합니다. 오늘날 비정질 금속 변압기는 인도와 중국에서 널리 사용되며 온실 가스 배출을 성공적으로 줄이는 데 사용되었습니다.

1980 년대 내내 재료 과학자들은 비정질 금속 생성에 필요한 냉각 속도를 줄이기 위해 다양한 합금을 실험했습니다. 그들은 초 당 수백 켈빈에서 초당 1 켈빈으로 임계 냉각 속도를 낮추는 데 성공하여 벌크 금속 유리의 제조가 더 가능해졌습니다. 2004 년에 연구원들은 벌크 비정질 강에서 성공하여 재료의 더 넓은 상용화를위한 길을 열었습니다.