Aморфты металдар.

Клемет, Уилленс жә не Дувез 1960жылы алғ ашқ ы рет шыны тә різді метал қ орытпаларын жылдам салқ ындату ә дісімен алынғ ан балқ ымаларды баяндады. Салқ ындатудың ерекше жоғ ары жылдамдығ ын қ олдана отырып Au₃Si қ ұ рамының жің ішке шынытә різді қ абыршақ тарын алуғ а мү мкіндік туды.Содан бастап, ө тпелі металдардың (T) кө птеген шыны тә різді балқ ымалары синтезделген, ең алдымен металл емес жә не жартылай металдардың (M), алайда осы балқ ымалардың қ ұ рамы Т₅M-T₃M қ осылу облысында жиі орналасады.Сонымен қ атар, металдық шынылардың басқ а типтері белгілі болды.

Металдық шынылардың алынуы ~10¹⁰ к/с салқ ындату жылдамдығ ына жету ү шін техникалық қ абылдаудың жетілдірілуін талап етеді.Осындай салқ ындату нә тижесінде органикалық емес заттардың санының аморфты кү йге ө згеруі кө п есе кө бейеді. Жалпы, осы жаң а ә дістер қ олданудың практикалық маң ызы бар аморфты металдардың зерттелуі тездетілді.

1) Аморфты металдарды бірнеше ә дістермен алу;

Қ ысым ә серінен тозаң датып қ анығ у (splat quenching) немесе балқ ыманы атқ ылау (gun technique) жұ қ а фольгадағ ы диафрагманы кенеттен тесіп ө тіп, реактордың вакуумдық бө лігіне таралатын екпінді толқ ынның ә рекетіне негізделген. Балқ ыма ерітінді толқ ынның қ ысымы ә серінен, кішкентай тесік арқ ылы суытылғ ан тө сеніш ү стіне атқ ылайды, мысалы, мыс пластинасына.

2) Оқ –дә рі жә не тесу ә дісінде (piston-and-anvil method), балқ ыма тамшыларының еркін тамшылаунда немесе екпінді толқ ынның ә рекетінен атқ ылау кезіндегі балқ ыма тамшылары саң ылаудың ішіндегі жылжымалы оқ -дә рімен бекітілген тө судің арасына тү седі. Соң ғ ысы 2-ден 3 м /с жылдамдық пен соғ ады жә не тамшыны жұ қ а қ абық шағ а шашыратады.

3) Балқ ыманы спинингерлеу ә дісінің (melt-spinning) артық шылығ ы жұ қ а фольганы лента тү рінде ү зіліссіз дайындау мү мкіндігінің болуы. Бұ л ә дістің бірнеше модификациясы белгілі.Балқ ыма канал арқ ылы газдың жоғ ары қ ысымы ә серінен сығ ылып шығ ып тез жылжымалы бетке тү седі, мысалы, айналмалы диск, айналмалы цилиндр немесе жылдам айналатын роликтердің (roller quenching) аралығ ында айналады. Центрофуга ішінде балқ ыманы спинингерлеуде балқ ыманың ағ ысы тез айналатын дө ң гелектің ішкі қ абатына қ арай бағ ытталады. Орталық тан тебетін кү штер сенімді термиялық байланыстарды қ амтамасыз етеді, алынғ ан қ абық ша тө сеніштің бетіндегі лентаның жылдам жойылуын қ амтамасыз етеді.

4) Ө зек тү ріндегі қ атты денелер айналмалы диск немесе роликпен (melt extraction) тек контактінің орнында балқ иды, ол бізге тигелдің ішінде балқ удан жә не канал ә серінен сығ ылудан бас тарту мү мкіндігін береді.

5) Аморфты металдарда сымды алуғ а болады, егер жұ қ а металдық ағ ысының балқ ымасын тек қ ана қ анық қ ан сұ йық тық қ а бағ ыттау арқ ылы жә не онымен бірге суытылатын бағ ыттаушы тү тікшеге орын ауыстыру арқ ылы (аморфты қ орытпаларды қ анығ у ә дісі (free jet spinning of wires). Бұ л қ ондырғ ыда металдық шынылрды сым жә не жіп тү рінде ү зіліссіз 2км/мин жылдамдық пен алуғ а болады.

2.1.4 Шыны тә різдес балқ ымалардың суыту жылдамдығ ын басқ ару.

2.3-кестеде балқ ымалардан алынғ ан органикалық емес шынылардың ең жиі қ олданылатын суыту жылдадық тарының мағ ынасы келтірілген.

Техникалық шынылар жә не оптикалық шыныларда гамогендік қ ұ рамғ а жету мақ сатында немесе ішкі кернеулерді жою ү шін ө те баяу суытамыз.Ол ү шін арнайы жасалғ ан пештерді қ олданады жә не олардың белгілі суыту тә ртібі болады. Температура диапазонынан жоғ арғ ы температурасында шынының салқ ындауы баяу жү руі керек. Бұ л балқ ымадағ ы конвекциялық ағ ындарды жә не гидродинамикалық тұ рақ сыздық ты болдырмау мақ сатында қ олданылады. Бұ л процестердің нә тижесінде, мысалы, оның кө лемінде балқ ыманың сыртқ ы қ абатының тасымалдануы бақ ыланбайды да, оның қ ұ рамы ө згеріп, гамогендік емес оптикалық облысы пайда болады. Бұ л шыны тә різді материалдар оптика саласында жарамсыз болып қ алады. Жалпы барлық шынылау облысында бірдей термиялық ө ң деуді қ амтамасыз ету ү шін міндетті тү рде салқ ындатуды баяу жү ргізу керек. Бұ л термо ө ң деу процесінде матералдардың бетінде температуралық градиенттер пайда болды. Кристаллизация процесіне қ атысты техникалық жә не оптикалық шыныларғ а байланысты ерекше қ атаң талаптар қ ойылу крек.

Ә р тү рлі жү йелерде шыныланудың беталысын зерттегенде, жоғ арғ ы жылдамдық ты салқ ындатуды қ олданады. Сонымен, балқ ымаларды ө те аз мө лшерде алады, ө йткені шынының ішінде аса жоғ ары кернеу пайда болу мү мкін. Тасқ ындау мен шынығ удың алдында қ азіргі жағ дайда балқ ыманы қ атты суытуғ а тырысады. Балқ ыманың аса жоғ ары жабысқ ақ тығ ы жә не геометрияғ а сә йкесінше сыйымдылық тың қ олданылуы конвекциялық ағ ындардың тежеуіне ә кеп соқ тырады. Халькогенидті балқ ымалармен жұ мыс жасағ анда дә некерленген кварцты амплитудаларда міндетті тү рде олардың астындағ ы будың жоғ арғ ы қ ысымын ескеру қ ажет. Балқ ымаларды ө те жоғ арғ ы температурадан тез салқ ындату нә тижесіне ө ткенде, кенеттен қ ысымның тө мендеуі, балқ ымалардың қ атты қ айнауын кө рсетеді. Нә тжесінде, кө пірген немесе ү лкен кө лемді кө піршікті заттар алынады. Егер балқ ыманы ауада суытатын болсақ, мысалы, қ ыздырылмағ ан формағ а қ ұ йсақ, онда заттың шеткі жағ ы ү лкен жылдамдық пен салқ ындауын байқ ауғ а болады.

Балқ ыманы ұ нтақ тау ә дісінде (spray cooling) ү лгіні кварцтық тү тікшенің ішінде ерітеді. Сыртқ ы қ ысым ә серінен қ орытпа балқ иды. Бұ л ә дісті қ олдана отырып, шынытә різді оксидтерді V₂O₅, TeO₂, WO₃, MoO₃ кү йге ауыстыру мү мкіндігі туды жә не қ ұ рамды шынылар LiNbO₃, KTaO₃, Y₃Fe₅ O₁₂, Li₄CdK(SO₄)₄. Суыту жылдамдығ ы ~10⁷ K/c.

2.2 Ерітінділерден қ атты аморфты материалдарды алу;

Ерітілген заттарды қ атты кү йге ерітіндіні буландыру арқ ылы температураны ө згерту немесе тың айтқ ыштарды қ осу арқ ылы ауыстыруғ а болады.

Егер белгіленген шарттардың ө згеруі жылдам жү ріп жатса жә не ерітінділердің ө згеруі қ атты байқ алса, онда кристалдардағ ы ұ рық тардың пайда болуына жә не ө суіне уақ ыт жеткілісіз боды да, сө йтіп аморфты заттарды алады. Сонымен қ атар жиі аралық сатысы ретінде колойдты ертінділер пайда болады. Коагуляция процесімен ескерілген, колоидты бө лшектердің мө лшерінің ү лкеюі бө гетке жиі соғ ысады. Ерітінділерден кристалдық емес тұ ң балардың тү су себептері ө те кө п.