液态金属 (商品名)

流体金属（商品名）和 Vitreloy 是由加州理工学院（Caltech）研究团队开发并由流体金属（商品名）Technologies 销售的一系列非晶态金属合金的商业名称。 流体金属（商品名）合金结合了许多理想的材料特性，包括高抗拉强度、出色的耐腐蚀性、极高的恢复系数和出色的抗磨损特性，同时还能够在类似于热塑性塑料的过程中进行热成型 . 尽管有这个名字，但它们在室温下不是液体。

液态金属（商品名）于 2003 年引入商业应用。除其他外，它用于高尔夫球杆、手表和手机外壳。

该合金是加州理工学院开展的非晶态金属研究项目的最终成果。 它是一系列实验合金中的xxx个，可以在相对较慢的冷却速率下实现非晶结构。 以前曾制造过非晶态金属，但只是小批量生产，因为冷却速度需要达到每秒数百万度。 例如，可以通过在旋转盘上对熔融金属流进行溅射淬火来制造非晶线。 由于 Vitreloy 允许如此缓慢的冷却速度，因此可以生产更大批量的产品。 最近，液态金属（商品名）产品组合中又增加了一些合金。 这些合金在反复加热后也能保持非晶态结构，使其可用于各种传统加工工艺。

由 Atakan Peker 博士创建的流体金属（商品名）包含大小明显不同的原子。 它们形成具有低自由体积的致密混合物。 与结晶金属不同，它没有粘度突然下降的明显熔点。 Vitreloy 的行为更像其他玻璃，因为它的粘度随着温度的升高而逐渐下降。 在高温下，它以塑性方式表现，允许在铸造过程中相对容易地控制机械性能。 粘度会阻止原子移动到足以形成有序晶格的程度，因此该材料即使在热成型后也能保持其无定形特性。

这些合金的软化温度相对较低，无需精加工即可铸造出复杂的形状。 铸造后的材料性能比常规金属好得多； 通常，铸造金属的性能比锻造或锻造金属差。 这些合金在低温下也具有延展性（最早的配方是 400°C 或 752°F），并且可以模塑。 低自由体积也导致冷却过程中的低收缩。 由于所有这些原因，液体状态金属（商品名）可以使用类似于热塑性塑料的工艺形成复杂的形状，这使得液体状态金属（商品名）成为许多通常使用塑料的应用的潜在替代品。

由于其非晶（无定形）结构，流体金属（商品名）比类似成分的钛合金或铝合金更硬。 锆和钛基流体金属（商品名）合金的屈服强度超过 1723 兆帕，几乎是传统结晶钛合金强度的两倍（Ti6Al4V 约为 830 兆帕），大约是高强度钢和一些高度工程化的强度 块状复合材料（请参阅抗拉强度以获取常见材料列表）。 然而，早期的铸造方法引入了微观缺陷，这些缺陷是裂纹扩展的绝佳场所，导致 Vitreloy 像玻璃一样易碎。 虽然坚固，但这些早期的批次在受到撞击时很容易破碎。 更新的铸造方法、合金混合物的调整和其他变化改善了这一点。

晶界的缺乏有助于表现出高屈服强度（以及弹性）。 在演示中，落在无定形钢上的金属球比落在结晶钢上的相同金属球反弹的时间要长得多。

金属玻璃中没有晶界消除了晶界腐蚀——这是通过沉淀硬化和敏化不锈钢生产的高强度合金中的常见问题。

因此，流体金属（商品名）合金通常更耐腐蚀，这既归因于机械结构，也归因于其合金中使用的元素。 机械硬度、高弹性和耐腐蚀性的结合使液体金属（商品名）耐磨。

尽管在高温下很容易发生塑性变形，但在灾难性失效发生之前，在室温下几乎不会发生塑性变形。 这限制了材料在可靠性关键应用中的适用性，因为即将发生的故障并不明显。 该材料还容易发生金属疲劳并伴有裂纹扩展。 具有非晶基体和延展性树枝状晶相增强体的两相复合结构，或用其他材料的纤维增强的金属基复合材料可以减少或消除这一缺点。