Verres métalliques - des matériaux avec la résistance du métal, mais moulables comme le plastique, sont en cours de développement pour une large gamme d'applications. Maîtriser la formation des verres métalliques et leurs propriétés résultantes en vrac, cependant, reste un travail en cours dans le domaine.

Des chercheurs du laboratoire de Jan Schroers, professeur de génie mécanique et science des matériaux, ont trouvé un moyen d'utiliser la contrainte pour empêcher le métal en fusion de revenir à son état d'origine, résultant en un verre métallique très résistant et ductile. L'étude, dirigé par Rodrigo Miguel Ojeda Mota et Ethen Lund, étudiants diplômés du laboratoire de Schroers, a été récemment publié dans Supports de communication .

Dans une méthode courante pour créer des verres métalliques, un alliage est fondu puis refroidi extrêmement rapidement avant que ses atomes n'aient la possibilité de se réarranger dans leur état cristallin d'origine. Ce désordre d'atomes est ce qui donne aux verres métalliques la combinaison de la résistance et de la ductilité. Cependant, c'est un processus qui ne fonctionne qu'avec de très petits échantillons, dans laquelle des vitesses de refroidissement suffisamment élevées peuvent être atteintes.

« Donc, la limitation est que vous ne pouvez jamais en faire quelque chose de vraiment utile, comme un boîtier de téléphone portable ou un engrenage ou un réservoir de propergol pour satellite, " a déclaré Schroers.

Les chercheurs ont essayé une approche différente, en utilisant une contrainte pour empêcher le matériau de se détendre et de retrouver sa structure atomique d'origine. Après avoir chauffé l'alliage, dans ce cas, l'alliage Zr 44 Ti 11 Ni dix Cu dix Être 25 -à une température qui le fait passer au verre, ils permettent à un petit poids de tirer le matériau vers le bas pendant la phase de refroidissement (à gauche). C'est essentiellement une bataille entre la tendance du matériau à se détendre en une structure atomique cristalline et la contrainte mécanique qui maintient les atomes en désordre. Au refroidissement, le matériau gèle comme un verre métallique. L'ensemble du processus prend quelques secondes.

"En tirant ce matériau à haute température, nous dilatons les atomes à l'intérieur du métal, " Lund a dit. " Comme il refroidit, nous le congelons dans cette dilatation, et c'est l'état liquide excité."

Schroers a déclaré que le processus leur donne la possibilité d'améliorer considérablement les propriétés mécaniques des métaux, et utilisez-les pour créer des formes complexes.

Ojeda a déclaré que la prochaine étape consiste à essayer l'idée dans différents processus. "Nous ne nous intéressons pas aux fils mais travaillerons sur l'intégration de la ductilisation des contraintes dans le soufflage, ", a-t-il déclaré. "Cela nous permettrait de fabriquer la plupart des formes pour lesquelles les métaux sont utilisés dans un matériau très résistant et ductile."