新型鋼材——“金屬玻璃”

美國橡樹嶺國家實驗室的專家最近研制成一種稱為“金屬玻璃”的新型鋼材。在正常條件下，這種鋼材的硬度是常規鋼材的兩倍，而且具有抗腐蝕性、有磁性以及強度高等特性。

這種鋼材具有的品質與普通鋼材不同，其特殊之處在于結構。傳統鋼材中的鐵原子和碳原子的排列是有序的，而新型鋼材則不是如此，它的結構沒有規律性，各部分之間的聯系似乎很混亂。在常規鋼里加入鉻、鈷、鉬、鎂和硼，就可以得到一種新的、非晶質材料。美國冶金化學研究中心的Patric-Algee指正∶這是一種只有玻璃才具有的特點。所以人們稱這種鋼材和其他非晶質金屬為“金屬玻璃”。

在傳統玻璃中，獲得這種特性靠的是二氧化硅混合物的突然冷卻。由于突然冷卻，液體來不及結晶，于是原子便成無序排列狀態了。要生產出“金屬玻璃”，冷卻的速度需要更快∶每秒鐘需降溫幾百萬度。專家們采取的第一個辦法是將燃化的碳鐵合金倒在冷卻的銅輪上。隨著銅輪的轉動，銅輪上形成了簿簿一層碳鐵合金。由于很簿，所以這種碳鐵合金能被迅速冷卻，于是便得一種其結構為非晶質的材料。

但這樣生產的“金屬玻璃”在應用方面有其局限性(目前主要用于生產電子元件)。用這么簿的金屬玻璃怎么能建造鋼柱或裝甲?于是美國和日本的一些科研小組開始研究生產“大塊”非晶質材料的方法。他們探索出在已經很復雜的混合物中需加入的新物質及其比例，以便降低液化溫度和推遲結晶時間。最后，美國專家發現金屬釔可以解決這個問題∶加入1.5%的釔可以使混合物的熔化溫度下降，這大大有助于生產非晶質材料所需要的迅速降溫。

這種新型鋼材具有的優點使軍事界和體育界人士驚喜不已，可以利用它生產防彈背心式裝甲，而這種防彈背心式裝甲不但不會被槍彈擊穿，還可以使槍彈反彈回去；可以生產網球拍或高爾夫球桿。此外，由于這種鋼材的原子之間幾乎沒有間隙，氧氣無法滲入，因而不會被腐蝕，這在珠寶業也有重要用處。