금속 및 비정질 합금

3차원 공간에서 원자는 장기간의 주기성이 없이 위상학적 무질서하게 배열되어 있지만 여러 원자 간격의 범위 내에서는 원자의 배열에 여전히 일정한 규칙이 있으므로 비정질 합금의 원자 구조는 다음과 같다고 생각할 수 있습니다. "장기적 장애, 단기적 질서". 일반적으로 비정질 합금의 단거리 질서 영역은 1.5 nm 미만, 즉 4-5 원자 간격을 넘지 않는 것으로 정의되며, 이는 나노 결정 또는 미세 결정= 단거리 질서와 구별됩니다. 화학적 단거리 순서와 위상학적 단거리 순서로 나눌 수 있습니다. 결정은 전형적인 질서 있는 구조인 반면, 기체, 액체, 무정형 고체는 무질서한 구조에 속합니다. 비정질 고체 재료에는 비정질 무기 재료(예: 유리), 비정질 폴리머 및 비정질 합금(금속 유리라고도 함)과 같은 유형도 포함됩니다.

비정질 상태를 생성하는 금속의 능력은 현대 과학자들이 해독에 집중하는 어려운 문제였습니다. 과학자들은 녹은 후에 금속의 내부 원자가 활성 상태에 있다는 것을 발견했습니다. 금속이 냉각되기 시작하자마자 온도가 감소함에 따라 원자는 특정 결정 상태 패턴에 따라 천천히 규칙적으로 배열되어 결정을 형성합니다. 냉각 과정이 빠르고 원자가 재배열되기 전에 굳어지면 비정질 합금이 생성됩니다. 비정질 합금을 생산하는 핵심 기술 중 하나는 이를 빠르게 냉각시키는 방법임을 알 수 있다. 비정질 합금의 제조에는 급속 응고 공정이 사용됩니다. 고속 회전하는 냉각 롤러에 고온의 용강을 분사합니다. 강철은 초당 수백만 도의 속도로 빠르게 냉각되어 1,000분의 1초 만에 1300도 강철의 온도를 200도 미만으로 낮추어 비정질 스트립을 형성합니다.

선진국에서는 항상 비정질 합금 제조 기술에 대한 기술적 폐쇄를 엄격하게 시행해 왔습니다. 거의 20년간의 끊임없는 노력 끝에 중국 과학자들은 마침내 '9차 5개년 계획' 기간 동안 비정질 합금 제조 분야에서 기술적 돌파구를 달성했으며 독립적인 지적 재산권을 갖춘 핵심 기술을 습득했습니다. 그리고 비정질 합금 산업화에서 획기적인 발전이 이루어졌으며 연간 생산량이 4000톤에 달하는 산업 규모를 형성했습니다. 이는 중국 금속산업의 기술 격차를 메워준다. 비정질 합금은 결정질 합금에 비해 물리적, 화학적, 기계적 특성이 크게 변화했습니다. 철이 주성분인 비정질 합금을 예로 들면, 포화 자속 밀도가 높고 손실이 낮은 특성을 가지고 있습니다. 현대 산업에서는 배전 변압기 코어를 제조하는 데 종종 이를 사용합니다. 현재 중국은 시장 요구에 따라 최대 220mm의 밝기로 다양한 사양의 비정질 스트립을 생산할 수 있습니다. 기존의 실리콘 강철 코어 변압기와 비교하여 이 비정질 합금으로 제작된 변압기는 무부하 손실이 60~80% 감소하여 상당한 에너지 절약 효과가 있습니다. 중국의 기존 배전변압기를 모두 비정질 합금 변압기로 교체하면 전국적으로 매년 90억kWh의 전력을 절약할 수 있으며, 이는 연간 100만kW의 화석연료 발전소를 건설할 수 있는 시간이 364만kWh 줄어든 셈이다. 석탄 톤을 줄일 수 있고, 900만 입방미터 이상의 이산화탄소와 기타 배기가스 배출을 줄일 수 있습니다. 이러한 의미에서 비정질 합금은 사람들에게 "친환경 재료"로 알려져 있습니다.