①1959年,美國加利福尼亞理工學(xué)院杜威茲教授等人用制造玻璃的方法,將高溫金——硅合金熔體噴射到高速旋轉(zhuǎn)的銅軸上,以每秒100萬攝氏度的冷卻速度快速冷卻熔體,第一次制造出了不透亮的玻璃。當(dāng)時的一位物理學(xué)家看到這種剛誕生的合金材料時,曾嘲諷的說這是一種“愚蠢的合金”。這種不透亮、看起來“愚蠢的”的東西,就是在材料科學(xué)領(lǐng)域開辟出一條新道路的“玻璃之王”——金屬玻璃。
②金屬玻璃形成的原理是什么呢?通常情況下,金屬及合金在從液體凝固成固體時,原子總是從液體的混亂排列轉(zhuǎn)變成整齊的排列,即成為晶體。但是,如果金屬或合金的液體凝固速度非常快,原子來不及排列整齊便被凍結(jié)住了,最終的原子排列方式仍類似于液體,是混亂的,這就是非晶態(tài)合金。因?yàn)榉蔷B(tài)合金原子的混亂排列情況類似于玻璃,所以又被稱為金屬玻璃。
③研究人員發(fā)現(xiàn),單一的金屬液體凝固形成非晶態(tài)所需的冷卻速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他物質(zhì)液體。由于目前工藝水平的限制,實(shí)際生產(chǎn)中難以達(dá)到如此高的冷卻速度,也就是說,單一的金屬難以在生產(chǎn)上被制成非晶態(tài)的金屬玻璃。但是,合金彌補(bǔ)了單一金屬的缺憾。合金具有這樣兩個重要性質(zhì):第一,它的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于純金屬,例如,純鐵的熔點(diǎn)為1538℃,而鐵硅硼合金的熔點(diǎn)一般在1200℃以下;第二,液體狀態(tài)的合金原子更加難以移動,在冷卻時更加難以整齊排列,也就是說,更容易被“凍結(jié)”成非晶體。這樣,人們在實(shí)際生產(chǎn)中就將金屬與其他物質(zhì)混合形成合金后再來獲得非晶態(tài)的金屬玻璃。
④目前,金屬玻璃已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。因?yàn)樗哂休^強(qiáng)的韌性、剛性、優(yōu)良的磁性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等,人們贊揚(yáng)它是“敲不碎、砸不爛”的“玻璃之王”。金屬玻璃已被用于制造高檔錄音機(jī)、錄像機(jī)的高耐磨音頻視頻磁頭。因?yàn)榫哂辛己玫拇艑W(xué)性質(zhì),金屬玻璃還被用于制造高壓容器、火箭等重要部位的零部件??茖W(xué)家們還預(yù)言,憑借其耐腐蝕、抗撞擊、耐冷熱的特性及優(yōu)異的力學(xué)性能,金屬玻璃在將來可能會成為航天、軍事及民用領(lǐng)域的理想候選材料。
(選自《玻璃之王》,有刪改)
借鑒
1.選文的說明順序是什么?
答:
【解析】文章開頭第一節(jié)首先概括“玻璃之王”其實(shí)是一種金屬玻璃,然后具體說明金屬玻璃形成的具體原理,再到研究人員的一步步發(fā)現(xiàn),最后介紹金屬玻璃的廣泛應(yīng)用,是典型的從概括到具體的邏輯順序。