Что такое металлическое стекло? — Ашвини Баратула
-
0:07 - 0:09Сталь и пластик.
-
0:09 - 0:13Эти два материала имеют большое
значение в инфраструктуре и технологиях -
0:13 - 0:17и, конечно, в них есть
свои плюсы и минусы. -
0:17 - 0:19Сталь очень прочная и крепкая,
-
0:19 - 0:21но из неё трудно сформировать
что-то затейливое. -
0:21 - 0:24Пластик может принять любую форму,
-
0:24 - 0:26но он хрупкий и мягкий.
-
0:26 - 0:28Было бы здорово, если бы они стали
одним материалом, -
0:28 - 0:31прочным как сталь
-
0:31 - 0:34и универсальным как пластик.
-
0:34 - 0:36Многие учёные и специалисты по технологиям
-
0:36 - 0:39заинтересованы в новом изобретении,
-
0:39 - 0:41названным металлическим стеклом,
-
0:41 - 0:44которое обладает обоими свойствами
и даже больше. -
0:44 - 0:48Металлические стёкла такие же
блестящие и непрозрачные, как металл -
0:48 - 0:51и так же, как и металл, они проводят
тепло и электричество. -
0:51 - 0:54Но они намного прочнее других металлов.
-
0:54 - 0:56Это означает, что они могут
выдержать большýю нагрузку, -
0:56 - 0:58и при этом они не гнутся
и не деформируются. -
0:58 - 1:00Из них получаются острые скальпели,
-
1:00 - 1:02прочные чехлы для телефонов,
-
1:02 - 1:03дверные петли,
-
1:03 - 1:04шурупы;
-
1:04 - 1:06этот список можно продолжить.
-
1:06 - 1:08Металлические стёкла имеют
невероятную способность -
1:08 - 1:11хранить и передавать «эластичную» энергию,
-
1:11 - 1:13что делает их идеальными
для спортивного снаряжения. -
1:13 - 1:14Теннисные ракетки,
-
1:14 - 1:15клюшки для гольфа,
-
1:15 - 1:17лыжи.
-
1:17 - 1:18Они устойчивы к коррозии,
-
1:18 - 1:22их можно отлить в сложные фигуры,
имеющие зеркальную поверхность -
1:22 - 1:24за одну стадию формирования.
-
1:24 - 1:27Несмотря на прочность
при комнатной температуре, -
1:27 - 1:29при поднятии температуры
на пару сотен градусов Цельсия, -
1:29 - 1:31они значительно смягчяются,
-
1:31 - 1:34и им можно придать любую другую форму.
-
1:34 - 1:36После охлаждения
-
1:36 - 1:38они восстанавливают свою прочность.
-
1:38 - 1:41Так почему же металлическое стекло
имеет такие свойства? -
1:41 - 1:46Всё дело в уникальной атомной структуре
металлического стекла. -
1:46 - 1:48Большинство металлов имеют
кристаллическую решётку твёрдых тел. -
1:48 - 1:52Если мы посмотрим
на их кристаллическую решётку, -
1:52 - 1:56то увидим аккуратные ряды
повторяющегося узора, -
1:56 - 1:59который распространяется
по всему материалу. -
1:59 - 2:00Например: лёд,
-
2:00 - 2:01бриллианты,
-
2:01 - 2:02а также соль.
-
2:02 - 2:05Если нагреть металл достаточно,
чтобы расплавить, -
2:05 - 2:08то атомы начнут беспорядочно двигаться,
-
2:08 - 2:10но когда вы снова его охладите,
-
2:10 - 2:11атомы перестроятся,
-
2:11 - 2:14тем самым восстановив
кристаллическую решётку. -
2:14 - 2:17Но что будет, если охладить
расплавленный металл так быстро, -
2:17 - 2:20что атомы не успеют занять свои места
-
2:20 - 2:22для формирования твёрдого вещества,
-
2:22 - 2:26но успеют образовать
аморфную структуру жидкости? -
2:26 - 2:28Так получается металлическое стекло.
-
2:28 - 2:32Преимущество такой структуры
заключается в отсутствии границ зёрен, -
2:32 - 2:33присущих большинству металлов.
-
2:33 - 2:37Именно из-за этого металлы
восприимчивы к царапинам -
2:37 - 2:39или коррозии.
-
2:39 - 2:43Первое металлическое стекло было создано
в 1960 году из золота и кремния. -
2:43 - 2:45И это было не легко.
-
2:45 - 2:48Так как атомы металлов
кристаллизуются очень быстро, -
2:48 - 2:51учёным пришлось охлаждать
металл очень быстро — -
2:51 - 2:55на миллион градусов Кельвина в секунду,
-
2:55 - 2:57стреляя маленькими капельками
в холодную медную пластину -
2:57 - 3:00или наматывая сверхтонкие ленты.
-
3:00 - 3:05В то время металлическое стекло было
толщиной всего десятки и сотни микрон, -
3:05 - 3:09что было слишком тонко
для практического применения. -
3:09 - 3:11Но с тех пор учёные выяснили,
-
3:11 - 3:14что если сплавить несколько
легкосмешиваемых между собой металлов, -
3:14 - 3:17не сразу образующих
общую кристаллическую решётку -
3:17 - 3:20из-за наличия у них
атомов разных размеров, -
3:20 - 3:23то смесь кристаллизуется
гораздо медленнее. -
3:23 - 3:26Это означает, что смесь
не надо охлаждать слишком быстро -
3:26 - 3:28и что материал можно утолщить
-
3:28 - 3:30до сантиметров вместо микрометров.
-
3:30 - 3:34Такой материал назвали
металлическое стекло или BMG. -
3:34 - 3:37В настоящее время существуют
тысячи разных видов BMG. -
3:37 - 3:40Так почему наши мосты и машины
не создаются из них? -
3:40 - 3:44Большинство BMG делаются
из дорогих материалов, -
3:44 - 3:47таких как палладий и цирконий,
-
3:47 - 3:48и им нужно быть очень чистыми,
-
3:48 - 3:51так как примеси
могут ускорить кристаллизацию. -
3:51 - 3:56Поэтому небоскрёб или космический корабль
из BMG обойдутся слишком дорого. -
3:56 - 3:58И несмотря на свои силы,
-
3:58 - 4:02они не выдерживают большую нагрузку.
-
4:02 - 4:05И когда она доходит до предела,
они могут cломаться, -
4:05 - 4:08поэтому BMG пока что не подходят
для строительства мостов. -
4:08 - 4:12Но когда инженеры выяснят,
как делать BMG из дешёвых материалов -
4:12 - 4:14и как сделать их ещё прочнее,
-
4:14 - 4:16то для этих супер-материалов
-
4:16 - 4:17не будет предела.
- Title:
- Что такое металлическое стекло? — Ашвини Баратула
- Description:
-
Посмотреть полный урок: http://ed.ted.com/lessons/what-is-metallic-glass-ashwini-bharathula
Сталь и пластик имеют важное значение в наших технологиях и инфраструктуре. Сталь очень прочная и крепкая, но из неё трудно сформировать что-то затейливое. Пластик может
принять любую форму, но он хрупкий и мягкий. И вот было бы здорово, если бы они были одним материалом, таким же прочным как сталь и универсальным как пластик! Ashwini Bharathula рассуждает о будущем металлического стекла.Урок создан Ashwini Bharathula, анимация Tinmouse Animation Studio.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:34
Retired user edited Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula | ||
Retired user approved Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula | ||
Retired user accepted Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula | ||
Retired user edited Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula | ||
Retired user edited Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula | ||
Retired user rejected Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula | ||
Nancy Heavens accepted Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula | ||
Retired user edited Russian subtitles for What is metallic glass? - Ashwini Bharathula |