Vidrios metálicos:materiales con la fuerza del metal, pero moldeables como el plástico, se están desarrollando para una amplia gama de aplicaciones. Controlar la formación de vidrios metálicos y sus propiedades resultantes a granel, sin embargo, sigue siendo un trabajo en progreso en el campo.

Investigadores del laboratorio de Jan Schroers, profesor de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales, han descubierto una forma de utilizar la tensión para evitar que el metal fundido vuelva a su estado original, dando como resultado un vidrio metálico muy resistente y dúctil. El estudio, dirigido por Rodrigo Miguel Ojeda Mota y Ethen Lund, estudiantes graduados en el laboratorio de Schroers, fue publicado recientemente en Materiales de comunicación .

En un método común para crear vidrios metálicos, una aleación se funde y luego se enfría extremadamente rápido antes de que sus átomos tengan la oportunidad de reorganizarse en su estado cristalino original. Este desorden de átomos es lo que le da a los vidrios metálicos la combinación de fuerza y ​​ductilidad. Sin embargo, es un proceso que solo funciona con muestras muy pequeñas, en el que se pueden lograr velocidades de enfriamiento suficientemente altas.

"Por lo tanto, la limitación es que nunca se puede hacer nada realmente útil, como la carcasa de un teléfono móvil o un equipo o un tanque de propulsor para satélite, "Dijo Schroers.

Los investigadores probaron un enfoque diferente, usando tensión para evitar que el material vuelva a su estructura atómica original. Después de calentar la aleación, en este caso, la aleación Zr ₄₄ Ti ₁₁ Ni ₁₀ Cu ₁₀ Ser ₂₅ - a una temperatura que hace que se convierta en vidrio, permiten que un pequeño peso tire del material hacia abajo durante la etapa de enfriamiento (izquierda). Es esencialmente una batalla entre la tendencia del material a relajarse en una estructura atómica cristalina y la tensión mecánica que mantiene a los átomos en desorden. Al enfriarse, el material se congela como un vidrio metálico. Todo el proceso tarda unos segundos.

"Al tirar de este material a alta temperatura, estamos dilatando los átomos dentro del metal, "Dijo Lund." Mientras se enfría, lo estamos congelando en esa dilatación, y ese es el estado líquido excitado ".

Schroers dijo que el proceso les da la capacidad de mejorar en gran medida las propiedades mecánicas de los metales, y utilícelos para crear formas complejas.

Ojeda dijo que el siguiente paso es probar la idea en diferentes procesos. "No estamos interesados ​​en los cables, pero trabajaremos para incorporar la ductilización por deformación en el moldeo por soplado, "Esto nos permitiría fabricar la mayoría de las formas para las que se utilizan los metales en un material dúctil y de muy alta resistencia".