Wat is amorf metaal?
Een amorf metaal is een metaal met een ongeordende atoomstructuur, in tegenstelling tot de meeste metalen, die een regelmatige structuur hebben. Deze stoffen worden ook metalen glazen genoemd, omdat een manier om amorfe metalen te maken lijkt op de procedure voor het maken van glas, maar metaal in plaats van silicium. Studies tonen aan dat amorfe metalen meer dan twee keer zo sterk kunnen zijn als normaal metaal en ideaal zijn voor militaire bepantsering en hetzelfde wegen als gewoon metaal. Vanwege de ongeordende structuur van het materiaal is het ook beter bestand tegen corrosie en slijtage.
Amorfe metalen werden voor het eerst gemaakt bij Caltech door Pol Duwez in 1957. Duwez creëerde het amorfe metaal door een legering (Au 80 Si 20 ) in een vloeibare toestand in minder dan een fractie van een seconde te koelen. De koelsnelheid moest een miljoen graden Kelvin per seconde overschrijden, dus het koelen van het metaal van de vloeibare toestand naar een vaste toestand moest in milliseconden plaatsvinden. Door dit af te koelen, verhinderde het metaal snel dat het kristalliseerde als een typisch metaal, waardoor het zijn unieke amorfe structuur kreeg. In het begin waren de vormen van amorf metaal beperkt, meestal bestaande uit dunne linten, folies en draden. Deze beperkingen werden afgedwongen door de noodzaak van een snelle koelsnelheid.
Amorf metaal geschikt voor commercialisatie werd voor het eerst gemaakt in 1976 door C. Graham en H. Liebermann. Ze gebruikten een onderkoeld snel draaiend wiel om bulkhoeveelheden amorf metaal te maken dat geschikt is voor stroomverdeler met laag verlies, onder de naam Metglas. Amorf metaal kan snel worden gemagnetiseerd en gedemagnetiseerd, wat leidt tot energiebesparingen bij gebruik in transformatoren op het elektriciteitsnet. 70-80% minder stroom wordt verbruikt door amorfe metaaltransformatoren, waardoor de CO 2 -uitstoot wordt verminderd en energie wordt bespaard. Tegenwoordig worden amorfe metaaltransformatoren op grote schaal gebruikt in India en China, waar ze zijn gebruikt om met succes de uitstoot van broeikasgassen te verminderen.
Gedurende de jaren 1980 experimenteerden materiaalwetenschappers met verschillende legeringen om de benodigde koelsnelheid voor het maken van amorfe metalen te verlagen. Ze slaagden erin de kritische koelsnelheid te verlagen van honderden Kelvin per seconde naar slechts één Kelvin per seconde, waardoor de productie van metalen bulkbrillen haalbaarder werd. In 2004 slaagden onderzoekers in bulk amorf staal, waarmee de weg werd vrijgemaakt voor een bredere commercialisering van het materiaal.