Metal amorfo
Un metal amorfo (también conocido como vidrio metálico o metal vítreo ) es un material metálico sólido , generalmente una aleación , con una estructura desordenada a escala atómica. La mayoría de los metales son cristalinos en su estado sólido, lo que significa que tienen una disposición muy ordenada de átomos . Los metales amorfos no son cristalinos y tienen una estructura similar al vidrio . Pero a diferencia de los vidrios comunes, como el vidrio de las ventanas, que suelen ser aislantes eléctricos , los metales amorfos tienen una buena conductividad eléctrica y también muestran superconductividad a bajas temperaturas.
Hay varias formas en que se pueden producir metales amorfos, incluido el enfriamiento extremadamente rápido , la deposición física de vapor , la reacción de estado sólido , la irradiación de iones y la aleación mecánica . [1] [2] Anteriormente, se producían pequeños lotes de metales amorfos a través de una variedad de métodos de enfriamiento rápido, como cintas de metal amorfo que se producían pulverizando metal fundido sobre un disco de metal giratorio ( fundición giratoria ). El rápido enfriamiento (del orden de millones de grados Celsius por segundo) es demasiado rápido para que se formen cristales y el material queda "bloqueado" en un estado vítreo. [3] Actualmente, se han producido varias aleaciones con velocidades críticas de enfriamiento lo suficientemente bajas como para permitir la formación de estructuras amorfas en capas gruesas (más de 1 milímetro); estos se conocen como vidrios metálicos a granel ( BMG ). Más recientemente, se han producido lotes de acero amorfo con tres veces la resistencia de las aleaciones de acero convencionales.
El primer vidrio metálico informado fue una aleación (Au 75 Si 25 ) producida en Caltech por W. Klement (Jr.), Willens y Duwez en 1960. [4] Esta y otras aleaciones tempranas de formación de vidrio tenían que enfriarse extremadamente rápido ( del orden de un mega kelvin por segundo, 10 6 K/s) para evitar la cristalización. Una consecuencia importante de esto fue que los vidrios metálicos solo se podían producir en un número limitado de formas (típicamente cintas, láminas o alambres) en las que una dimensión era pequeña para que el calor pudiera extraerse lo suficientemente rápido para lograr la velocidad de enfriamiento necesaria. Como resultado, las muestras de vidrio metálico (con algunas excepciones) se limitaron a espesores de menos de cien micrómetros .
En 1969, se encontró que una aleación de 77,5 % de paladio , 6 % de cobre y 16,5 % de silicio tenía una velocidad crítica de enfriamiento de entre 100 y 1000 K/s.
En 1976, H. Liebermann y C. Graham desarrollaron un nuevo método para fabricar cintas delgadas de metal amorfo en una rueda de giro rápido sobreenfriada . [5] Esta era una aleación de hierro , níquel y boro . El material, conocido como Metglas , se comercializó a principios de la década de 1980 y se utiliza para transformadores de distribución de energía de bajas pérdidas (transformador de metal amorfo ). Metglas-2605 está compuesto por un 80% de hierro y un 20% de boro, tiene una temperatura de Curie de 373 °C y una magnetización de saturación a temperatura ambiente de 1,56 teslas . [6]
A principios de la década de 1980, se produjeron lingotes de vidrio de 5 mm de diámetro a partir de una aleación de 55 % de paladio, 22,5 % de plomo y 22,5 % de antimonio, mediante grabado superficial seguido de ciclos de calentamiento y enfriamiento. Usando fundente de óxido de boro , el espesor alcanzable se incrementó a un centímetro. [ aclaración necesaria ]
