metaliczne szkło

[tanebo]

Szukam informacji jaki moduł young'a ma metaliczne szkło. Google zawiodło...

[kornel-1]

tanebo napisał:

> Szukam informacji jaki moduł young'a ma metaliczne szkło. Google zawiodło...

Ale zdajesz sobie sprawę z tego, że szkieł metalicznych jest multum i różnią się parametrami mechanicznymi tak, jak różnią się właściwościami zwykłe metale?

Zr57Ti5Al10Cu20Ni8 ma umiarkowany moduł Younga rzędu 65 GPa [1]
Ti65Zr17Nb18 ma moduł Younga około 55 GPa natomiast Pd40Cu30Ni10P20 znacznie większy, bo rzędu 98 GPa [2]

Nie zawsze otrzymane materiały są 100-procentowo amorficzne! Co oczywiście wpływa na własności mechaniczne.

Ja badałem szkła metaliczne o dużej zawartości fosfor, na przykład Ni63Cu9Fe8P20 i Cu68.5Ni12P19.5. Interesujące materiały. Po przyłożeniu zapalonej zapałki do paska metalu, płonie on jasnym ogniem pozostawiając małą kupkę białego "popiołu"...

[1]Mechanical properties of Zr57Ti5Al10Cu20Ni8 amorphous and partially nanocrystallized alloys, Materials Science and Engineering: A Volume: 226-228, June 15, 1997, pp. 874-877
[2] Bulk non-equilibrium alloys and porous glassy alloys with unique mechanical characteristics,Materials Science and Engineering A 442 (2006) 233–242


Kornel

[tanebo]

Dziękuję. Ale czegoś nie rozumiem. Moduł Younga jest współczynnikiem sprężystości. Czyli im większy tym materiał jest bardziej sprężysty. Szkło metaliczne ma powiedzmy 98 GPa. A tytan 105 GPa. czyli to tytan jest materiałem bardziej sprężystym. Natomiast gdy rzucimy na taflę szkła metalicznego kulki będą odbijać się i 2 minuty podczas gdy na tafli tytanu o wiele krócej.

[kornel-1]

tanebo napisał:

> Natomiast gdy rzucimy na taflę szkła metalicznego kulki będą odbijać s
> ię i 2 minuty podczas gdy na tafli tytanu o wiele krócej.

Jakieś szczegóły eksperymentu?

k.

[tanebo]

• Introduction to Amorphous Metal

pozwolę sobie na video.

[petrucchio]

Z komentarza wynika, że w pokazie użyto vitrealoy (zapewne o dość dużym module Younga), ale chyba moduł Younga, odnoszący się do odkształcenia liniowego, niezbyt adekwatnie opisuje sprężystość walca o niemal kwadratowym przkroju osiowym. Zresztą efekt widoczny na filmie wynika nie z samej sprężystość materiału, ale przede wszystkim z gładkości powierzchni szkła metalicznego (braku defektów sieci krystalicznej). Dzięki temu zderzenie kulki z powierzchnią cylindra jest niemal doskonale sprężyste, z minimalnymi stratami rozproszonej energii.

[petrucchio]

Errata: vitreloy, nie "vitrealoy".
Link

[kornel-1]

Szkło metaliczne jest trudne do otrzymania w dużych objętościach (bulk). Dlatego cokolwiek się zdumiałem widząc użyte w doświadczeniu walce. Ja miałem do czynienia ze wstążkami o grubości ~0.2-0.5 mm (melt spun ribbon). Ale, jeśli lepiej się przyjrzeć filmikowi lub zdjęciu linkowanego pdf-u, to można dostrzec, że w eksperymencie użyto ~0.5-centymetrowego krążka ze szkła metalicznego (nota bene lepszym określeniem byłby metal szklisty), który położono na (zapewne) stalowym cylindrze - przynajmniej tak mi się wydaje. Ach, Wendy! W obliczeniach należy więc uwzględnić rzeczywiste układy i ich geometrie.

Kornel

[kornel-1]

Tu lepiej widać krążek ze szkła metalicznego.
k.

[petrucchio]

kornel-1 napisał:

> Szkło metaliczne jest trudne do otrzymania w dużych objętościach (bulk).
> Dlatego cokolwiek się zdumiałem widząc użyte w doświadczeniu walce. Ja miałem
> do czynienia ze wstążkami o grubości ~0.2-0.5 mm (melt spun ribbon). Ale
> , jeśli lepiej się przyjrzeć filmikowi lub zdjęciu linkowanego pdf-u, to można
> dostrzec, że w eksperymencie użyto ~0.5-centymetrowego krążka ze szkła metalicz
> nego (nota bene lepszym określeniem byłby metal szklisty), który położon
> o na (zapewne) stalowym cylindrze - przynajmniej tak mi się wydaje. Ach, Wendy!
> W obliczeniach należy więc uwzględnić rzeczywiste układy i ich geometrie.

Faktycznie, na zdjęciu wyraźnie widać, że prawdopodobnie tylko cienki dysk jest wykonany z metalu szklistego, a zatem zdanie stwierdzenie "one block of metal is made of a typical stainless steel, while the other is an amorphous (glassy) metal called Vitreloy™" jest mylące. Tym mniejsze znaczenie ma moduł Younga. Natomiast główna przyczyna strat energii kinetycznej przy uderzeniach kulki o powierzchnię zwykłego metalu (powstawanie defektów sieci krystalicznej) pozostaje bez zmian. W zeszklonym metalu atomy nie mogą się przemieszczać grupowo, stąd odporność powierzchni na trwałe deformacje (obok dużej sprężystości).

[tanebo]

Ciśnie mi się na usta pytanie - czy tworzywo gradientowe o budowie: tytan z metaliczną warstwą szklistą byłby dobrym ekranem dla tłumienia wibracji lub dźwięku?

[kornel-1]

Skoro chcesz tłumić, to materiał musi absorbować energię (dźwięku). Czy metale amorficzne na tych filmach odbierały energię z kulki?

k.

[tanebo]

Źle się wyraziłem. Pytanie brzmi: czy szkło metaliczne stanowi lepszą przeszkodę?

[kornel-1]

Co do tych dziurek... proponowałbym wziąć 8-milimetrową kulkę od łożyska (taką jak w filmikach i na zdjęciu i spuścić z wysokości 50 cm na powierzchnię metalowego stalowego walca.

Widać ślady?

W zastępstwie magicznych walców z youtube sugeruję użycie odwróconego żelazka - jest gładkie i masywne. Blacha (zwłaszcza niepodparta) nie nadaje się do eksperymentu, gdyż jest zbyt elastyczna.

Tak na marginesie, skoro nieosiągalne są pełnowymiarowe walce z amorficznego metalu, to Wendy powinna było użyć dwóch krążków (amorficznego i (mikro)krystalicznego) położonych na jednakowych walcach stalowych.

Kornel

[petrucchio]

kornel-1 napisał:

> Widać ślady?

A musi być widać gołym okiem? Wystarczy przecież, że sieć krystaliczna absorbuje energię, ulegając "poślizgowym" dyslokacjom w skali mikroskopowej.

[kornel-1]

Przecież nawiązałem do śladów(wgłębień) widocznych gołym okiem na zdjęciu.

Mnie one dziwią.
Ciebie nie?

k.

[petrucchio]

kornel-1 napisał:

> Przecież nawiązałem do śladów(wgłębień) widocznych gołym okiem na zdjęciu.
>
> Mnie one dziwią.
> Ciebie nie?

Powiedzmy, że budzą podejrzenia o "dydaktyczne podrasowanie" pokazu, ale musiałbym dla pewności sam poeksperymentować z kulką łożyskową. Natomiast wyjaśnienie, dlaczego zderzenia kulki z metalem szklistym są bardziej elastyczne, raczej mnie przekonuje. Oczywiście chętnie bym to sprawdził doświadczalnie, ale nie dysponuję odpowiednią płytką z vitreloyu.

[czlowiek_z_marsa]

tanebo napisał:

> Dziękuję. Ale czegoś nie rozumiem. Moduł Younga jest współczynnikiem sprężystoś
> ci. Czyli im większy tym materiał jest bardziej sprężysty. Szkło metaliczne ma
> powiedzmy 98 GPa. A tytan 105 GPa. czyli to tytan jest materiałem bardziej spr
> ężystym. Natomiast gdy rzucimy na taflę szkła metalicznego kulki będą odbijać s
> ię i 2 minuty podczas gdy na tafli tytanu o wiele krócej.

Rozumiem, że to ma być dziwne ale dlaczego? Energia kinetyczna jest w kulce, chyba bardziej sprężysty materiał ją szybciej przejmie, też resory w samochodach robi się z stali sprężystej by tłumić większe drgania, czyli wyższe wyskoki samochodu, co w tym dziwnego?

Pewnie by mnie to nie zainteresowało, ale ostatnio zastanawiam się na stalą bułatem, i sprężystymi drogocennymi mieczami i klingami z Arty (jedno z głównych średniowiecznych państw słowiańskich), których technologia produkcji była objęta grobową tajemnicą (zabijano cudzoziemców którzy do niej trafili).

Nasza zaściankowa nauka raczej też o tym państwie i jego historycznym acz technologicznie zaawansowanym hutniczo-kowalskim przemyśle, milczy jak grób.

[janptak]

> Pewnie by mnie to nie zainteresowało, ale ostatnio zastanawiam się na stalą buł
> atem, i sprężystymi drogocennymi mieczami i klingami z Arty (jedno z głó
> wnych średniowiecznych państw słowiańskich), których technologia produkcji był
> a objęta grobową tajemnicą (zabijano cudzoziemców którzy do niej trafili).
>
> Nasza zaściankowa nauka raczej też o tym państwie i jego historycznym acz techn
> ologicznie zaawansowanym hutniczo-kowalskim przemyśle, milczy jak grób.

Przepraszam, ze sie wtracam, gdzie mozna poczytac na temat tego panstwa i jego osiagniec metalurgicznych?

Pzdr
J