液态金属是什么,液态金属的定义,发展以及用途
液态金属又称为非晶合金、金属玻璃,它是金属超急冷凝固时原子来不及有序排列结晶,而在室温或低温下保留液态原子无序排列的凝聚状态,这种非晶态原子结构使液态金属具备了许多独特的性能,如优异的耐蚀性、耐磨性、高强度、高硬度等。
相比传统金属,液态金属的优势体现在性能、工艺和成本三方面:
1. 性能上,液态金属被认为是目前最硬的轻合金,且它在散热性、电磁屏蔽性等方面也表现出众。
2. 工艺上,由于液态金属以非晶态冷却,收缩率非常小,可以通过注塑、压铸等工艺得到理想的形状,用液态金属做的零件尺寸精度非常高。
3. 成本方面,液态金属是一种清洁材料,生产过程中原料、产品等无毒副作用,对环境影响小,且液态金属制品基本上是一次性成型,省却大量的后加工,是一种绿色的材料。
发展历程
1938年,Kramen等人通过蒸发沉积,在玻璃冷基底上发现并首次报道了非晶态金属薄膜
1951年,Brenner等用电沉积法制备出了Ni-P及Co-P非晶合金,主要用于做耐磨和耐腐蚀涂层
1958年,Tumbull等人通过对氧化物玻璃、陶瓷玻璃和金属玻璃的相似性的分析,预言了合成非晶的可能性,揭开了非晶研究的序幕
1960年,美国Duwez教授采用熔体急冷法首先制得了Au70 Si30非晶薄带,标志着非晶态合金这一新材料研究领域的启动
1976年,国内开始了对非金合金的研究,并在“九五”期间,组建了“国家非晶微晶合金工程技术研究中心”,建立了“千吨级非晶带材生产线”
1988年,发现镧系、铝系和铜系合金有着较高的玻璃形成能力,含有钪的铝基非晶合金的抗拉强度可达约1500MPa
1992年,商用非晶合金Vitreloy 1在加州理工学院成功开发,并在此基础上开发很多同族的非晶合金
2004年,大块非晶钢(BMG)成功生产
2014年,我国在印刷电子学领域取得重大技术突破,成功研制世界首台室温液态金属打印机,可在任意表面绘制电路
2016年,我国继研发出自主运动的可变形液态金属机器之后,又发现液态金属具有类似细胞吞噬外界颗粒的“胞吞效应”
2018年,我国研究人员首次提出“液态金属悬浮3D 打印”的概念和方法
应用领域
航空航天、军事兵器、精密机械、汽车工业、医疗、3D打印…
来源:《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》_新材料在线