22 odpowiedzi w tym temacie

[dżek]

Szkło z definicji jest materiałem amorficznym, w którym atomy nie są uporządkowane. Jednak okazało się, że ma ono ukryte właściwości. Gdy uczeni poddali wysokiemu ciśnieniu mały kawałek szkła metalicznego okazało się, że atomy utworzyły pojedynczy kryształ. Po raz pierwszy zauważono takie zachowanie się szkła.

Być może wiele rodzajów szkła ma takie właściwości,ale nie wiemy jak ich szukać - mówi Wendy Mao, fizyk ze SLAC National Accelerator Laboratory i Uniwersytetu Stnnforda, jedna z autorów badania.
Daniel Miracle, metalurg z Air Force Research Laboratory zauważa, że to niezwykle ważne odkrycie, które pozwoli zrozumieć, dlaczego szkło metaliczne może być tak wytrzymałe. Jeśli uda się uzyskać ze szkła metalicznego pojedynczy kryształ, to struktura taka nie będzie miała słabych punktów.

Podczas badań użyto szkła metalicznego złożonego z ceru i aluminium. Stop ten używany jest np. do zabezpieczenia w sklepach towarów przed kradzieżą. To właśnie namagnesowane szkło metaliczne z ceru i aluminium wszczyna alarm w bramkach.
Badania szkła metalicznego trwają od pół wieku, a w 1982 roku zauważono, że jego atomy mogą tworzyć jednak pewne powtarzające się struktury. Ich długość wynosiła jednak zaledwie kilka atomów. Żadnych innych uporządkowanych struktur nie zauważono.
Struktura szkła to wciąż tajemnica. Niewiele o niej wiemy, mimo iż bardzo często używamy szkła. Trudno jest ją badać za pomocą tradycyjnych metod - mówi Qiaoshi (Charles) Zhang, z chińskiego Uniwersytetu Zjejiang, który stał na czele zespołu naukowego złożonego z ekspertów z SLAC, Uniwersytetu Stanforda, Carnegie Institution of Washington, George Mason University oraz Jilin University.

Uczeni ściskali miniaturowe kawałki szkła między ostrzami diamentów, poddając je ciśnieniu 250 000 barów. Ze zdumieniem zauważyli, że atomy uległy uporządkowaniu. Co więcej, wszystkie były ustawione w tym samym kierunku, co wskazuje, że fragment szkła, z którego uzyskano mniejsze kawałki do badań, miał „zapisaną" w sobie tę strukturę i powstała ona podczas jego produkcji.

źr źr2

[mylo]

Nie rozumiem zbytnio tego. Szkło metaliczne jest nazywane szkłem metalicznym ponieważ jest to nieskrystalizowany metal o nieuporządkowanej budowie. Jeśli stworzymy pojedynczy kryształ będzie to zwykły monokryształ metalu.

[Alembik_Vina]

Kryształowe domy, niezniszczalne przedmioty, diamentowe dzieła sztuki, niezniszczalne sferyczne bariery pozwalające na budowę podwodnych i kosmicznych miast. Mikroświatów. Brzmi świetnie, czyż nie? Gdybyśmy się nauczyli sztucznie wytwarzać kamienie szlachetne i powstały by z nich przedmioty codziennego użytku to było by to zapewne bardzo zdrowe dla całego otoczenia. Kryształowa planeta. Huh! Marzenie!

Wyobrażacie sobie? Leci pojazd kosmiczny na planetę zawierającą kwarc i przetapia go na szkło. Powstaje stopniowo fabryka coraz odporniejszego szkła. Za pomocą specjalnych urządzeń kryształ jest spawany. Powstaje konstrukcja niemalże niezniszczalna. Z jej wnętrza ludzie zaczynają oswajanie niesprzyjającego otoczenia. Budują atmosferę. Ściągają wodę z kosmosu. Hi hi... A wyobraźcie sobie niezniszczalny diamentowy nóż, który nigdy się nie tępi i do tego jest estetyczny. Wyobraźcie sobie... No właśnie. Tylko, że zaraz ktoś by się zaczął krzywić, że plan jest nieopłacalny, bo kwarc to przecież niewyczerpany praktycznie materiał w przeciwieństwie do uranu, czy ropy naftowej. Nie warto, wkładać pieniędzy w technologię, która może zaszkodzić finansom

Dobrze zrozumiałem to odkrycie? Czy to oznacza, że w przyszłości nauczymy się tworzyć poszczególne minerały?

[mylo]

Chodzi tu o szkło metaliczne. Nie jest to to o czym myślisz.



Czy można stworzyć maszynkę do golenia, która wystarczy całe życie? W jaki sposób produkty w sklepach są zabezpieczone przed kradzieżą? O tym wszystkim można było się dowiedzieć na wykładzie dotyczącym szkła metalicznego - pisze Katarzyna Kosieradzka.


Szkło metaliczne nie jest szkłem, z którym mamy do czynienia na co dzień. Jest to stop metalu. Ta nazwa została mu nadana ze względu na to, że ma taką samą budowę wewnętrzną jak szkło. Budowę taką określa się jako strukturę amorficzną, co oznacza, że jej atomy są całkowicie przypadkowo rozmieszczone. Poprawia to właściwości szkła metalicznego; powoduje, że staje się ono trwalsze. To, czym dodatkowo różni się ten materiał od zwykłego szkła, jest jego plastyczność i nieprzepuszczalność światła.

Szkło metaliczne to materiał magnetyczny miękki, co oznacza, że łatwo jest je rozmagnesować niewielką ilością prądu. Dzięki temu można je stosować w sklepach w postaci pasków zabezpieczających odzież przed kradzieżą. Szkło metaliczne jest interesującym materiałem ze względu na to, że pozwala na miniaturyzacje pewnych urządzeń. Jest wyjątkowo wydajne jeśli chodzi o właściwości sprężyste. Oddaje do 97% energii, którą się przyłoży. Implikuje to pewne zastosowania - zwłaszcza w sporcie, np. w rakietach tenisowych i kijach golfowych. Szkło metaliczne nadaje się też do produkcji narzędzi chirurgicznych, ponieważ jego powierzchnia jest idealnie gładka, co sprawia, że bardzo łatwo jest poddać je procesowi sterylizacji. Dzięki wyjątkowej trwałości można by z niego wyprodukować maszynki do golenia, które wystarczyłyby na całe życie.


Podczas wykładu dr hab. Jerzy Latuch zaprezentował jedną z metod wytwarzania szkła metalicznego - 'melt spinning' czyli odlewanie strugi ciekłego stopu na szybko obracający się bęben metalowy. Na początku należy przygotować czyste pierwiastki, z których powstanie stop. W jego skład wchodzą metale przejściowe i pierwiastki szkłotwórcze (metaloidy). Przygotowany stop należy wyważyć z dokładnością do 1 miligrama oraz rozkruszyć. Rozkruszony stop wsadza się do tygli kwarcowych ze szkła kwarcowego, które jest wytrzymałe na temperaturę do 1400 stopni. Zanim rozpocznie się proces należy sprawdzić odległość tygla od bębna - powinna ona wynosić 0,2 mm. Następnie rozpędza się bęben do prędkości 30 obrotów na sekundę. Rozpoczyna się topienie indukcyjne za pomocą generatora indukcyjnego o częstotliwości 150 kHz. Hel pod ciśnieniem wypycha ciekły stop na szybko obracający się bęben i powstaje taśma szkła metalicznego.

O tym, czy proces wytwarzania szkła metalicznego się uda, decydują ułamki sekund. Spektrum zastosowania wciąż jednak się powiększa, co powoduje, że materiał ten staje się coraz bardziej atrakcyjny dla przemysłu.

link

Szkło metaliczne jest amorficzne z założenia. Jeśli się wykrystalizuje to przestanie być szkłem, dlatego zupełnie nie rozumiem o co tu chodzi.

[Alembik_Vina]

No w sumie tak, ale to jednak praktycznie niezniszczalny materiał z artykułu wynika, że jak uda się mu nadać strukturę krystaliczną, to nie będzie miał słabych punktów a to oznacza. Oznacza niezniszczalne pojazdy Niezniszczalne budynki...
Znalazłem kilka ciekawych zdań:

W najnowszym numerze magazynu “Materials Today” znajdziemy opis badań nad niezwykłymi właściwościami szkła metalicznego, o którym informowaliśmy w styczniu. Okazuje się, że ten amorficzny wytrzymalszy od stali metal można formować jak plastiki nie tracąc jego trwałości i wytrzymałości. Zespół pracujący pod kierunkiem Jana Schroersa z Yale University stworzył stopy, które wyglądają jak zwykły metal, mogą jednak być formowane metodą wtryskiwania tak łatwo i tanio, jak plastik. Grupa Schroersa stworzyła już skomplikowane kształty, takie jak butelki, koperty zegarków, rezonatory czy implanty biomedyczne. Otrzymanie każdego z przedmiotów zajęło mniej niż minutę, a są one dwukrotnie bardziej wytrzymałe od zwykłej stali.

Koszt materiałów potrzebnych do uzyskania stopów jest podobny do ceny stali o wysokiej jakości, gdyż zawierają one m.in. tytan, miedź, cyrkon czy nikiel, jednak koszt ich formowania jest bardzo niski.

Kluczem do sukcesu jest wyeliminowanie tarcia, obecnego w innych technikach formowania metali. Wtryskiwanie eliminuje je całkowicie, pozwalając na uzyskanie dowolnych kształtów, nawet w nanoskali – stwierdził Schroers. Co więcej, dzięki zastosowaniu wtryskiwania jego zespół połączył trzy typowe etapy przetwarzania metalu (struganie, łączenie, polerowanie) w jeden.

To może oznaczać powstanie całkowicie nowego sposobu pracy z metalami. Właściwości amorficznego metalu, które są lepsze od plastików i typowych metali, w połączeniu z łatwością, precyzją i niskimi kosztami wtryskiwania, mogą zmienić społeczeństwo tak, jak zmieniło je opracowanie syntetycznych tworzyw sztucznych i metod ich przetwarzania – mówi Schroers.

Źródło: Mój odnośnik

Czyli jednak szklane domy, niezniszczalne pojazdy kosmiczne i takie tam

[mylo]

Chodzi o to że materiał o uporządkowanej, krystalicznej budowie wewnętrznej nie może być szkłem metalicznym. Właśnie to mi nie pasuje.

Metal jest formą krystaliczną. Można rozróżnić wiele rodzajów krystalizacji choćby żelaza. Możemy widzieć budowę ferrytową, austerlitową i wiele innych. Najłatwiej zobaczysz kryształy w blasze elektrotechnicznej, te wielkie "ciapki" to pojedyncze kryształy.

[nexus6]

Czyli jednak szklane domy, niezniszczalne pojazdy kosmiczne i takie tam

Czemu piszesz niezniszczalne jak to tylko wytrzymalsze od zwykłej stali? Diament też niezniszczalny nie jest. Jest twardy, ale za to bardzo kruchy. Jeden fatalny upadek i może być po twoim nożu wykonanym z diamentu.

[Alembik_Vina]

Z powodu tego punktu:

Jeśli uda się uzyskać ze szkła metalicznego pojedynczy kryształ, to struktura taka nie będzie miała słabych punktów.

Skoro struktura tworzywa nie będzie miała słabych punktów to znaczy, że będzie ono praktycznie niezniszczalne

[nexus6]

Skoro struktura tworzywa nie będzie miała słabych punktów to znaczy, że będzie ono praktycznie niezniszczalne

Bym Ci radził trochę ostrożniej podchodzić do tego co ktoś tam sobie napisał. Rzut okiem na oryginalny artykuł:

(...)

If each piece of glass is a single crystal at heart, it doesn’t have any of the weak spots at the boundaries between crystals where fractures and corrosion tend to start.

(...)

Czyli nie będzie miało słabych punktów w sensie podatności na pęknięcia czy korozje.

Przy okazji wyjaśnia się to o co pytał mylo. Czyli jeśli weźmiemy kawałek szkła to wydaje się on mieć amorficzną (nieuporządkowaną) budowę. Jednak możliwe, że jest to tylko nasze wrażenie, a za tym nieuporządkowaniem kryje się uporządkowana struktura, której porządek uwidacznia się np. pod wysokim ciśnieniem tak jak stało się to w tym przypadku. Przynajmniej tak zrozumiałem artykuł, autorzy nie są zbyt wylewni jeśli chodzi o detale.

No wiesz Alembik, diament jest praktycznie niezniszczalny.
A Nexus ma chyba jakas podrobe, bo ja wiem ze sie nie kruszy tak latwo.

A mogę ten twój diamencik potraktować młoteczkiem?

Użytkownik nexus6 edytował ten post 19.06.2011 - 15:45

[Ill]

Kiedys czytalam o szkle pancernym, ze ma tak nie wiele "slabych" punktow odpowiedzialnych za pekniecie, ze prawdopodobienstwo trafienia akurat w ten punkt jest znikome, stad nazwa pancerne.

Słabo czytałaś. Szkło pancerne to nie jest "czyste" szkło. Składa się z warstw szkła sklejanych ze sobą warstwami np. żywicy, folii itp. To powoduje, ze taka szyba jest bardzo wytrzymała i nie rozpada się na kawałki nawet gdy widać pęknięcia.

Natomiast wytrzymałość kryształu i w efekcie materiału krystalicznego zależy od jego struktury i składu.
Diament jest kryształem i gips jest kryształem, a mimo to mają zupełnie różne właściwości.

Skoro struktura tworzywa nie będzie miała słabych punktów to znaczy, że będzie ono praktycznie niezniszczalne ../../public/style_emoticons/default/biggrin3.gif

Jest takie pojęcie jak naprężenie krytyczne, które określa w którym momencie struktura krystaliczna, bez względu na to czy ma słabe punkty, czy nie, zwyczajnie się rozlatuje. Nie ma materiałów niezniszczalnych, są tylko bardzo wytrzymałe lub bardzo odporne na jakiś czynnik.

Czyli jeśli weźmiemy kawałek szkła to wydaje się on mieć amorficzną (nieuporządkowaną) budowę. Jednak możliwe, że jest to tylko nasze wrażenie, a za tym nieuporządkowaniem kryje się uporządkowana struktura, której porządek uwidacznia się np. pod wysokim ciśnieniem tak jak stało się to w tym przypadku. Przynajmniej tak zrozumiałem artykuł, autorzy nie są zbyt wylewni jeśli chodzi o detale.

Artykuł opisuje jak z szkła zrobić kryształ. Czyli bierzemy szkło i ściskamy, pod wpływem naprężeń zmienia się struktura wewnętrzna z nieuporządkowanej na uporządkowaną. I tyle. Tak samo z węgla powstają diamenty

To moze ze zdumieniem warto sie zastanowic nad tym co napisalam wczesniej?

Napisałaś pierdoły (ten minus jest ode mnie). Szkło przestało być szkłem, ponieważ zmieniła się jego wewnętrzna struktura, a nie bo zmieniło się środowisko. Żadna definicja się nie zmienia i nic poza naukę nie wykracza.

Użytkownik Ill edytował ten post 19.06.2011 - 19:45

[Alembik_Vina]

Tak samo z węgla powstają diamenty

Że jak? Możemy już tworzyć sztuczne diamenty o właściwościach podobnych do naturalnego diamentu? Ile proces przetwarzania kosztuje?

[Ill]

Tak samo z węgla powstają diamenty

Że jak? Możemy już tworzyć sztuczne diamenty o właściwościach podobnych do naturalnego diamentu? Ile proces przetwarzania kosztuje?

Oczywiście, że się da. Z tego brylantów się raczej nie robi, ale diamenty są wykorzystywane w przemyśle. A skoro produkuje się sztuczne diamenty, to widocznie się to opłaca, ale nie wiem ile one kosztują
Tu jest mała prezentacja: http://www.mif.pg.gd...df/MF9_06_9.pdf