理论教育 熔融冷却法:高效的物质合成技术

熔融冷却法:高效的物质合成技术

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:熔融冷却法是传统玻璃,也是目前玻璃工业大量采用的方法。该方法将配合料熔融,然后急冷。常规急冷获得的玻璃有硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、氧化物玻璃等。要使黏度很小的液体形成玻璃,必须采用更大的冷却速度。结果,他们首次将Au75Si25合金制成了玻璃态。它是用激光产生快速熔化和淬火,冷却速度可达1010~1012K/s。目前,除了少数金属元素外,几乎所有元素和化合物都可以用熔融冷却法制备出玻璃。

熔融冷却法:高效的物质合成技术

熔融冷却法是传统玻璃,也是目前玻璃工业大量采用的方法。该方法将配合料熔融,然后急冷。在急冷条件下,液体来不及结晶而获得玻璃。常规急冷获得的玻璃有硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、氧化物玻璃等。常规急冷在工业生产中的冷却速度大约在40~60℃/h之间,实验室样品急冷可达1~10K/h。对那些黏度很小而容易结晶的液体(如金属)来说,这种冷却速度太小。要使黏度很小的液体形成玻璃,必须采用更大的冷却速度。

1960年,美国加州理工学院的Pol Duwez(1907—1984年)研究组,在实验室采用泼溅淬火(splat quenching)技术时,将液滴泼溅到热导率极高的冷板上。结果,他们首次将Au75Si25合金制成了玻璃态。在此过程中,冷却速度达到了106K/s。该方法开创了金属玻璃的新纪元。后来,人们又开发了熔态旋淬技术(melt spining)。熔态旋淬是将熔融合金喷注在高速旋转的冷金属圆筒上,形成金属玻璃的薄带,再以1000 m/min的速度将薄带甩出而获得玻璃。这种方法使金属玻璃得以工业化生产。此外,人们还发展出了激光玻璃化技术。它是用激光产生快速熔化和淬火,冷却速度可达1010~1012K/s。目前,除了少数金属元素外,几乎所有元素和化合物都可以用熔融冷却法制备出玻璃。按此设想,只要冷却速度足够大,所有的液体都可形成玻璃态。(www.daowen.com)

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