El temple por salpicadura es una técnica metalúrgica de transformación de metales que se utiliza para formar metales con una estructura cristalina particular mediante un temple o enfriamiento extremadamente rápido .
Una técnica típica para el enfriamiento de salpicaduras consiste en fundir metal fundido vertiéndolo entre dos enormes rodillos de cobre enfriados que se enfrían constantemente por la circulación del agua. Estos proporcionan un enfriamiento casi instantáneo debido a la gran área de superficie en estrecho contacto con la masa fundida. La hoja delgada formada tiene una baja relación de volumen con respecto al área utilizada para enfriar.
Los productos que se forman a través de este proceso tienen una estructura cristalina que es casi amorfa o no cristalina. Se utilizan comúnmente por sus valiosas propiedades magnéticas, específicamente por su alta permeabilidad magnética . Esto los hace útiles para blindaje magnético y para núcleos de transformadores de baja pérdida en redes eléctricas .
Procedimiento
El proceso de enfriamiento por salpicadura implica un enfriamiento rápido o un enfriamiento del metal fundido. Un procedimiento típico para el enfriamiento por salpicadura consiste en verter el metal fundido entre dos rodillos de cobre enfriados que se hacen circular con agua para transferir el calor lejos del metal, haciendo que se solidifique casi instantáneamente. [1]
Una técnica de extinción de salpicaduras más eficiente es la técnica de pistola de Duwez y Willen. Su técnica produce velocidades más altas de enfriamiento de la gota de metal porque la muestra es impulsada a altas velocidades y golpea una placa de extinción, lo que hace que su área de superficie aumente, lo que solidifica inmediatamente el metal. Esto permite una gama más amplia de metales que pueden templarse y recibir características amorfas en lugar de la aleación de hierro general. [2]
Otra técnica implica la pulverización consecutiva del metal fundido sobre una superficie de deposición de vapor químico . Sin embargo, las capas no se fusionan como se desea y esto hace que los óxidos queden contenidos en la estructura y que se formen poros alrededor de la estructura. Las empresas de fabricación se interesan por los productos resultantes debido a sus capacidades de conformación casi netas. [3]
Factores variables
Algunos factores variables en el temple de salpicaduras son el tamaño de la gota y la velocidad del metal para garantizar la solidificación completa del metal. En los casos en los que el volumen de la gota es demasiado grande o la velocidad es demasiado lenta, el metal no solidificará el equilibrio pasado y hará que se vuelva a fundir. [4] Por lo tanto, se llevan a cabo experimentos para determinar el volumen y la velocidad precisos de la gota que asegurarán la solidificación completa de un determinado metal. [5] Se analizaron y clasificaron los factores intrínsecos y extrínsecos que influyen en la capacidad de formación de vidrio de las aleaciones metálicas. [6]
Producto
Estructura
El enfriamiento casi instantáneo del metal hace que el metal tenga una estructura cristalina casi amorfa , que es muy poco característica de un cristal típico. Esta estructura es muy similar a la de los líquidos y la única diferencia entre los líquidos y los sólidos amorfos es la alta viscosidad del sólido. Los sólidos en general tienen una estructura cristalina en lugar de una estructura amorfa porque la estructura cristalina tiene una energía de unión más fuerte. La forma en que un sólido puede tener el espaciado irregular entre sus átomos es cuando un líquido se enfría por debajo de su temperatura de fusión. La razón de esto es que las moléculas no tienen tiempo suficiente para reorganizarse en una estructura cristalina y, por lo tanto, permanecen en la estructura similar a un líquido. [7]
Propiedad magnética
Los sólidos amorfos en general tienen una propiedad magnética única debido a su desorden atómico, como se explica en el encabezado de la estructura. Son metales bastante blandos y cada uno tiene su propia propiedad magnética específica según el medio de producción. En el proceso de enfriamiento por salpicadura, los metales son muy blandos y tienen propiedades superparamagnéticas o un comportamiento de polaridad cambiante causado por la rápida e intensa transferencia de calor. [8]
Ver también
Referencias
- ^ Bennett, T .; Poulikakos D. (1993). "Splat-quench solidificación: estimación de la propagación máxima de una gota que impacta en una superficie sólida". Revista de ciencia de materiales . 28 (4): 2025-2039. Código Bibliográfico : 1993JMatS..28..963B . doi : 10.1007 / BF00400880 . S2CID 119064426 .
- ^ Davies, HA; Hull JB (1976). "La formación, estructura y cristalización de níquel no cristalino producido por extinción de salpicaduras". Revista de ciencia de materiales . 11 (2): 707–717. Bibcode : 1976JMatS..11..215D . doi : 10.1007 / BF00551430 . S2CID 137403190 .
- ^ Bennett, T .; Poulikakos D. (1993). "Splat-quench solidificación: estimación de la propagación máxima de una gota que impacta en una superficie sólida". Revista de ciencia de materiales . 28 (4): 2025-2039. Código Bibliográfico : 1993JMatS..28..963B . doi : 10.1007 / BF00400880 . S2CID 119064426 .
- ^ Kang, B .; Waldvogel J .; Poulikakos D. (1995). "Fenómenos de refundición en el proceso de solidificación de las placas". Revista de ciencia de materiales . 30 (19): 4912–4925. Código bibliográfico : 1995JMatS..30.4912K . doi : 10.1007 / BF01154504 . S2CID 136668771 .
- ^ Collings, EW; Markworth AJ; McCoy JK; Saunders JH (1990). "Splat-temple solidificación de gotas de metal líquido que caen libremente por impacto sobre un sustrato plano". Revista de ciencia de materiales . 25 (8): 3677–3682. Código Bibliográfico : 1990JMatS..25.3677C . doi : 10.1007 / BF00575404 . S2CID 135580444 .
- ^ DV Louzguine-Luzgin, DB Miracle, A. Inoue "Factores intrínsecos y extrínsecos que influyen en la capacidad de formación de vidrio de las aleaciones" Materiales de ingeniería avanzada, vol. 10, N: 11, (2008) págs. 1008-1015. DOI: 10.1002 / adem.200800134.
- ^ "Sólidos Amorfos" . Consultado el 12 de noviembre de 2012 .
- ^ Rellinghaus, Bernd. "Magnetismo en materiales amorfos" . Consultado el 13 de noviembre de 2012 .