现在给大家分享关于什么！这种金属材质真的有“玻璃心”吗？的知识点，其中也会对于有关金属的科普的题进行讲解，就让小编带各位解吧！
如果一个人的心理状态敏感脆弱，就会特别在意别人无心的言论。如果你不忘记自己所犯的错误，并用过去的经历反复折磨自己，你的心就会变得像玻璃一样脆弱，被称为“玻璃心”。
所以，为了人民，我们需要变得不那么冷漠，变得更强硬。不过，如果换个角度想的话，我们身边常用的金属都是高强度、高硬度、高韧性的金属，它们是很多零件的骨架，是我们日常生活中最常用的材料之一。如果即使是非常坚固的金属也变成“玻璃质”，生命会发生什么？
在思考这个话题之前，我们首先要明确以下几个题金属如何变成玻璃状？
宏观固体物质是由许多微观粒子凝聚在一起形成的。根据固体材料中微观粒子的排列方式，我们将材料分为两类粒子高度有序排列的结晶材料和无长程有序的粒子。我们每天遇到的材料，如塑料、玻璃、沥青、琥珀、橡胶等，都是玻璃态固体，因此这些材料中颗粒的排列不存在周期性。
晶体、玻璃态、气态材料的原子排列示意图来源[1][2]
随着现代冶金技术的发展，即热合金熔体快速冷却技术不断成熟。该技术可以在室温下保持合金的非平衡结构，确保金属熔体中不存在无序原子。扩散并移动到平衡位置所需的时间以及最终的固体原子组成也表征了无序排列。通过这种超快速冷却得到的合金是一种像玻璃一样具有不规则原子排列的非晶态合金，也称为金属玻璃。
金属玻璃和结晶金属的高分辨率透射电子显微照片的比较。
该方法得到的金属玻璃外观具有金属光泽，与现有金属没有明显区别。那么这种“玻璃芯”金属材料在现实生活中有哪些优异性能呢？
使用快速快速冷却技术获得的大块非晶合金的照片。图片来源[3][4]
01
你会变得更强、更好。
传统晶体金属的变形是通过周期性排列的原子中出现的缺陷来实现的，而金属玻璃由于晶体中不存在变形缺陷，因此具有高强度和硬度。因此，高强度是金属玻璃最重要、最独特的机械性能之一。
玻璃化后，各种合金零件的硬度远高于晶态合金，而钴基大块金属玻璃的强度创下了当今金属材料中的最高强度记录，其强度是普通钢的15倍。以日常生活中常用的钢为例，铁基金属玻璃是一种高强度金属材料，其断裂强度是一般结构钢的数倍。
直径1mm的圆柱形铁基金属玻璃及其压缩实验后的形貌。图片来源[5]
由于金属玻璃具有传统不锈钢无法达到的强度、耐磨性和类液体加工精度，因此一些锆基和钛基非晶合金已被用于手术刀片，以达到陶瓷级别的锋利度。
左边是涂有锆基非晶合金的钢制手术刀片，右边是实心锆基金属玻璃手术刀片。图片来源[6]
当外部载荷率非常高时，金属玻璃的动态韧性急剧增加。在这种情况下，一些具有一定成分的金属玻璃具有高强度、高韧性和侵彻性能，可制造反坦克动能穿甲弹。也就是说，当金属玻璃弹芯的穿甲弹中的非晶合金受到高速冲击时，金属玻璃的高韧性和侵彻性能使穿甲成为更好的第三选择。-第三代穿甲破甲反坦克导弹。
左上照片为第3代金属玻璃芯穿甲弹的扫描电镜照片，左下照片为对应模型。图片来源[7]
最近发现的金属玻璃由铱、镍、钽三种元素组成，由于其独特的无序结构，具有很强的耐腐蚀性和抗氧化性。这种金属玻璃即使在王水中浸泡几个月也不会腐蚀，而且即使在传统金属无法承受的高温环境下也很难氧化。由这种新型金属玻璃制成的零件不仅可以在高温条件下使用，而且还可以在非常恶劣的环境下使用，从而使其能够应用于普通金属难以到达的区域。
左边的照片是由铱镍钽金属玻璃制成的圆柱棒，右边的照片是由铱镍钽金属玻璃制成的微型齿轮。图片来源[8]
02
将会变得更加丰富多
我们对物品色的要求是多种多样的，色的协调和控制在产品生产中具有重要意义。金属合金表面着色技术是通过改变表面氧化层厚度决定的可见光干涉，使金属表面呈现各种颜色的工艺，主要采用电化学沉积。然而，在该工艺中，电化学沉积的氧化层的厚度在产品的使用过程中变化很小，因此通过该技术获得的产品的颜色在使用过程中也是固定的。这意味着你只能得到一种颜色。一次。
然而，最近的研究表明，存在一种金属玻璃，其主要成分是稀土元素铈。这类金属玻璃由于铈元素的特定化学活性而具有一定的化学活性，因此加之金属玻璃中原子种类分布均匀，在室温下氧化速率较高。非晶合金具有均匀的厚度。通过特定的合金化方法，研究人员已经实现了金属材料在自然条件下随着时间的推移而变色。
有色金属玻璃的颜色会随着时间的推移而变化。一百多天后，金属玻璃的外观会变成几种颜色。图片来源[9]
03
我们会更加接近
由于晶体材料的无序原子排列和周期性原子晶格约束，金属玻璃表现出非常高的弹性极限。金属玻璃薄膜在仿生学中具有重要的应用。例如，金属玻璃表层是通过直接在柔性塑料基板上生长锆基金属玻璃薄膜而获得的。金属玻璃表面具有柔韧性，可以轻松弯曲超过180度，这是传统金属难以实现的性能。通过改变金属玻璃膜的厚度，金属玻璃表皮在人眼看来可以变得“透明”。
金属玻璃皮保持了金属材料的高导电性能，电阻和应变之间具有完美的线性关系，并且这种线性关系具有非常好的稳定性。上述特性使得金属玻璃皮肤能够灵敏地监测手指弯曲程度，在医学和仿生学领域具有巨大的应用潜力。
看着——金属玻璃这个成为“玻璃心脏”的金属，你是否感觉到造福人类的尖端材料正在逐渐发展和成熟？
金属玻璃不仅是众多非晶材料的新成员，也是一种新型金属材料。这种合金之所以被称为金属玻璃，并不是因为它像玻璃一样脆而透明，而是因为组成这种金属的原子内部排列是长程无序的，具有类似玻璃的结构。本文介绍的金属玻璃的应用只是冰山一角。金属玻璃的重要价值正在逐渐被科研人员发现，期待未来看到金属玻璃带来更多惊喜！
参考
[1]小结构2021,2,2000057
[2]物理学进展，2013，335:177-351
[3]NPG亚洲材料3,82902011
[4]材料科学与工程研究，2004,44:45
[5]应用物理学快报105,1619012014
[6]生物材料学报362016120
[7]材料与设计932016485493
[8]自然，2019，5697754:99104
[9]合金与化合物学报9012022163674
[10]应用物理通讯111,1219062017
作者中国科学院物理研究所新媒体中心
综述罗惠前，中国科学院物理研究所研究员
中国科普出品——星空计划|
一、曲别针科普？
回形针有以下用途1.回形针最常见的用途是固定文件。换句话说，它出于固定目的将文件和文件捆绑在一起。2.你可以将回形针绑成一条链子。如果脱落，可以用回形针将其连接起来。4.将回形针削成鱼钩即可钓鱼。5.您可以使用回形针来打开锁。
回形针在现实生活中有很多用途，它们有多种颜色和多种用途。
夹子一般采用不锈钢、锡、铜、塑料等材质，特点是不易弯曲、断裂。
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