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“它可以根据环境随意变形,受伤或中弹后伤口会像液体一样自动愈合”,这是科幻电影《终结者》中所塑造的非晶合金机器人形象。它之所以这么厉害,是因为其身体是由一种叫非晶合金的材料制成的。那么现实生活中有没有这样的材料呢?有,它已被科学家成功研制出来。美国科学家预言,它可能引起材料应用史上的第三次革命。
非晶合金是由多种元素混合熔炼所得的金属合金。它有金属的不透明、导电、导热等性质,有明显的金属光泽;还有玻璃的高强度、硬度和内在本质结构特征。因此,它也叫金属玻璃或液态金属。它既有金属的外表,又深藏着一颗玻璃的心,兼备了二者的优点,又克服了二者的弊病,被誉为敲不碎、砸不烂的“玻璃之王”。
直到20世纪60年代,杜威兹等美国科学家才制备出非晶合金。它这么晚才被发现,主因是制备它的方法很特殊。非晶合金具有热塑性,它在特定温度下(此温度区间称为冷液相区),就能按人的需求随意变形,就像《终结者》中的机器人一样。
利用非晶合金的热塑性,我们可以像拉面条一样,将其越拉越长[见图(c)];甚至可以像吹气球一样,将其“吹成”球状容器[见图(e)]。此外,它也能在开水中任意变形,能在其表面印制各种图案。
英国剑桥大学著名学者A.L.Greer认为,非晶合金未来极有前景的应用之一,就是在微纳米成形加工中的应用。它优良的热塑性和成形性,能在其表面制备功能性微结构,生产一系列相关器件及产品。此外,它在医学、精密仪器,尤其是正在兴起的微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)领域具有十分广阔的应用前景。