مواد و ساخت پیشرفته

شیشه ­های فلزی (MGs) (گاهی اوقات به عنوان فلزات شیشه ­ای یا به عنوان فلزات بی­شکل نیز شناخته می­ شوند) مواد غیر کریستالی هستند که از فلزات خالص یا ترکیبی از فلزات و متالوئیدها تشکیل شده ­اند. این مواد، فلزی هستند به این معنا که خواص الکتریکی، مغناطیسی و نوری آنها مختص فلزات است. از نقطه نظر عملی، شیشه­ های فلزی بسیار قوی، سخت و مقاوم در برابر سایش و خوردگی هستند، که همه آنها را کاندیدهای بالقوه خوبی برای استفاده­ های مهندسی، از جمله پوشش­های الکترونیکی، و مصارف پزشکی مانند پین ­های جراحی و استنت می­کند. شیشه ­های فلزی به شکل نوار، ورق یا سیم هستند.

این تکنیک شامل ذوب سریع در سطح یک مذاب حجیم و سپس انجماد از طریق استخراج سریع حرارتی به منطقه ذوب نشده است. یکی از روش ­های تولید فلزات شیشه ­ای، استفاده از عملیات لیزرکاری است. فلزات معمولی وقتی از مایع به جامد سرد می­شوند، متبلور می ­شوند. اما شیشه‌های فلزی تا یک ساختار بی‌شکل (شیشه‌ای) خنک می‌شوند و آن را بسیار قوی‌تر، سبک‌تر و فنری‌تر از فلزات دیگر می‌کنند و عملاً مقاوم به خوردگی هستند. افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش شیشه ­های فلزی برای افزایش عمر مفید آنها در محیط های بسیار تهاجمی مفید است.

در یکی از جدیدترین مطالعات، به منظور دستیابی به سخت­ شدن سطح، از فناوری آلیاژسازی سطحی لیزری برای اصلاح شیشه ­های فلزی پایه Zr با پودر سیلیکون به عنوان پودر از پیش قرار داده شده استفاده شده است. نتایج تجربی این تحقیق نشان داده است که لایه آلیاژی لیزری با ضخامت چند ده میکرومتر بر روی بستر شیشه فلزی ایجاد می­شود.

نتایج آزمایشات همچنین نشان می­دهد سختی سطحی لایه ­های آلیاژی شده لیزری از 11.34 تا 17.97 گیگا پاسکال می­باشد که به طور قابل توجهی بالاتر از سختی سطح شیشه فلزی ریخته­گری شده (6.36 گیگا پاسکال) است.

علاوه بر این، ثابت شده است مقاومت در برابر خراش لایه آلیاژی­شده لیزری در مقایسه با نمونه ریخته­ گری شده بهبود یافته است. تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی نشان داده است که لایه آلیاژی شده لیزری عمدتاً از فاز ZrSi2 و سیلیسیوم باقیمانده تشکیل شده است و این فازهای سخت مسئول سختی بالای لایه آلیاژی­شده لیزری هستند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359646222004353