Сучасні методи отримання аморфних матеріалів. Кристалічна та аморфна будова матеріалів
В С Сучков, А Н Іматов
Камський державний політехнічний інститут
г Набережні Човни
Перспективи використання аморфних матеріалів
Розвиток сучасної техніки викликає потребу у пошуках та розробці нових металевих матеріалів, що володіють не тільки вищими фізико- хімічними властивостями, а й таким поєднанням різних за своєю природою властивостей, яке може бути досягнуто з урахуванням традиційних матеріалів. Таким новим класом матеріалів є аморфні металеві сплави.
Аморфні сплави - це матеріали з високою міцністюта корозійною стійкістю; це і магніто-м'які матеріали, що мають гістерезисні магнітні властивості, рівень яких характерний для кращих кристалічних магніто-м'яких матеріалів (пермалою, сендаст); це та матеріали з інварними властивостями; це і матеріали з особливими пружними (елінварними) та магнітомеханічними властивостями (матеріали з високим коефіцієнтом магнітомеханічного зв'язку та п'єзомагнітним коефіцієнтом); це матеріали з особливими електричними властивостями.
Можливе застосування у широких масштабах аморфних магніто-м'яких сплавів:
Підвищення якості виробів застосовуючи аморфні сплави, що мають більш високі службові характеристики, ніж традиційні кристалічні матеріали;
Заміна кристалічних матеріалів на основі дефіцитних металів аморфними сплавами, що складаються або більш доступних елементів, або містять дефіцитні елементи в менших кількостях;
Перехід від традиційної багатоступеневої, трудомісткої та енергонасиченої технології отримання кінцевого продукту до новому матеріалі- та енергозберігаючої технології отримання виробів методом гарту з розплаву, яка багато в чому несе риси безвідходної та екологічно чистої технології.
Основні методи отримання аморфних порошків засновані на швидкому загартуванні з розплавів, що класифікуються за ознакою розташування теплоприймача:
Метод формування рідкого матеріалу, що у контакті з теплоприймачем. Цей підхід має перевагу, продукт утворюється послідовно крапля за краплею (методи розпилення). Затвердіння під час розпилення може відбуватися у кілька стадій, і термічна історія конкретних ділянок зразків може бути досить складною.
Метод в якому розплав доставляється до теплоприймача безперервно, однорідно, без дроблення (розлив на поверхню, що охолоджує).
Метод (куди відносяться всі процеси зварювання) пов'язаних зі швидким локалізованим плавленням і подальшим швидким затвердінням при збереженні постійного контакту з теплоприймачем (зазвичай це нерозплавлена частина цього матеріалу). Холодним теплоприймачем зазвичай є твердий метал, що має високу теплопровідність (наприклад, мідь). При розпиленні, коли охолодження і затвердіння крапель відбуваються в процесі вільного прольоту через газове середовище, і при екструдуванні нитки розплаву в рідке середовище, що охолоджує теплоприймачем служить газ або рідина.
Для кожного матеріалу можна побудувати так звану С-подібну діаграму початку кристалізації. Вона будується за розрахунками залежності часу t, яке потрібно для кристалізації заданої частки обсягу розплаву х, від величини переохолодження Δ T = (Tm- T) .Цю діаграму називають ТТТ - діаграмою ( початкові літери англійських слів: temperature-time-transformation). Показує критичну швидкість охолодження Rc. Специфічна форма ТТТ-кривої визначається накладенням двох факторів, що діють у протилежних напрямках, а саме збільшенням рушійної силипроцесу кристалізації зі зростанням переохолодження та зниженням дифузійної рухливості атомів Спочатку зі зростанням переохолодження час початку кристалізації tзменшується і за деякої температури TNвона досягає мінімального значення tN. При подальшому переохолодженні розплаву прогресивне збільшення часу початку кристалізації визначається переважно зростанням в'язкості розплаву.
Rc = (Tm- TN)/ tN
https://pandia.ru/text/77/508/images/image002_184.gif" width="294" height="301 src=">
Схема температурної залежностівільного обсягу в рідині без її переходу в аморфний стан (1) і у разі її переходу в аморфний стан при Tg(2). Показано лише зміну вільного обсягу, без урахування термічного розширення, зумовленого енгармонізмом коливань атомів: Vo– питомий обсяг переохолодженої рідини при абсолютному нулі
температури; Δ V- надлишковий («заморожений») вільний об'єм в аморфній фазі
Вільний обсяг. Під вільним обсягом, по-перше, можна мати на увазі різницю між обсягом розплаву Vпри вибраній температурі Тта його обсягом Voпри абсолютному нулі. По-друге, визначення вільного обсягу можна сформулювати так: вільний обсяг є різниця між обсягом розплаву Vпри обраній температурі та Сумарним обсягом складових його атомів. Зазвичай дотримуються першого визначення. Відповідно до «діркової» теорії рідини, фізичні основи якої були сформульовані Я. Френкелем, рідину представляють як неоднорідну, переривчасту систему, в якій існують рівноважні мікропори («дірки») із середнім об'ємом ν hі кількість яких Nhзмінюється залежно від температури. Сумарний обсяг цих пір Nh" ν hта визначає величину вільного об'єму Δ Vf. . Якщо розплав втрачає здатність утворювати в достатню кількістьмікропори (вільний об'єм Δ Vfдосягає низьких значень), то в'язкість розплаву η відповідно різко зростає та відбудеться його аморфізація.
На основі вивчення цих методів розроблено спосіб отримання аморфного порошку у плазмі електричного розряду.
Надвисокі швидкості охолодження рідкого металу для отримання аморфної структури можна реалізувати у різний спосіб. Загальним у них необхідність забезпечення швидкості охолодження не нижче 10 К/с. Відомі методи катапультування краплі на холодну пластину, розпилення струменя газом або рідиною, центрифугування краплі або струменя, розплавлення тонкої плівки поверхні металу лазером з швидким відведенням тепла масою основного металу, надшвидкого охолодження з газового середовища та ін. Використання цих методів стрічку різної ширини та товщини, дріт та порошки.
Отримання стрічки.
Найбільш ефективними способамипромислового виробництва аморфної стрічки є охолодження струменя рідкого металу на зовнішній (загартування на диску) або внутрішньої (відцентрове гартування) поверхнях барабанів, що обертаються, або прокатка розплаву між холодними валками, виготовленими з матеріалів з високою теплопровідністю.
На рис. 1 наведені принципові схемицих методів. Розплав, отриманий в індукційній печі, видавлюється нейтральним газом з сопла і твердне при зіткненні з поверхнею обертається охолоджуваного тіла (холодильника). Відмінність полягає в тому, що в методах відцентрового гарту та гарту на диску розплав охолоджується тільки з одного боку. Основною проблемою є отримання достатнього ступеня чистоти зовнішньої поверхні, яка не стикається з холодильником. Метод прокатки розплаву дозволяє отримати гарна якістьобох поверхонь стрічки, що особливо важливо для аморфних стрічок, які використовуються для головок магнітного запису. Для кожного методу є свої обмеження за розмірами стрічок, оскільки є відмінності і в процесі затвердіння, і в апаратурному оформленні методів.
Мал. 1. Методи отримання тонкої стрічки шляхом загартування з розплаву:
а - відцентрове загартування;б - загартування на диску;в - прокатка розплаву;г - відцентрове загартування;д - планетарне закачування на диску
Мал. 2 . Пристрої для збільшення часу контакту стрічки, що твердне з диском:а - Використання газових струменів;
б - застосування притискного ременя
Якщо при відцентровому загартуванні ширина стрічки становить до 5 мм, прокаткою отримують стрічки шириною 10 мм і більше. Метод гарту на диску, для якого потрібна простіша апаратура, дозволяє в широких межах змінювати ширину стрічки в залежності від розмірів плавильних тиглів. Цей методдозволяє виготовляти як вузькі стрічки шириною 0,1-0,2 мм, так і широкі - до 100 мм, причому точність підтримки ширини може бути ± 3 мкм. Розробляються установки із максимальною місткістю тигля до 50 кг.
У всіх установках для гартування з рідкого стануметал швидко твердне, розтікаючись тонким шаром по поверхні обертового холодильника. За сталості складу сплаву швидкість охолодження залежить від товщини розплаву та характеристик холодильника. Товщина розплаву на холодильнику визначається швидкістю його обертання і швидкістю закінчення розплаву, тобто залежить від діаметра сопла і тиску газу на розплав. Велике значеннямає правильний вибіркута подачі розплаву на диск, що дозволяє збільшити тривалість контакту металу з холодильником. Швидкість охолодження залежить від властивостей самого розплаву: теплопровідності, теплоємності, в'язкості, щільності.
Збільшення тривалості контакту твердне металу з диском може бути досягнуто за допомогою спеціальних пристроїв: газових струменів, що притискають стрічку до диска або рухається з однаковою швидкістю з диском ременя зі сплаву міді з бериллієм (рис. 13.34). Таким чином, максимальна товщина аморфної стрічки залежить від критичної швидкості охолодження сплаву та можливостей установки для загартування. Якщо швидкість охолодження, що реалізується в установці, менша критичної, то аморфізація металу не відбудеться.
Мал. 3 . Методи отримання тонкого дроту, загартованого з розплаву:
а - протягування розплаву через охолоджувальну рідину (екструзія розплаву);б - витягування нитки з барабана, що обертається;в - витягування розплаву у скляному капілярі; 1-розплав; 2 - охолодна рідина; 3 – скло; 4 – форсунка; 5 - Змотування дроту
Отримання дроту.
Для отримання тонкого аморфного дроту використовують різні методи витягування волокон із розплаву.
У першому методі (рис. 3,а) розплавлений метал простягається в трубці круглого перерізу через водний розчинсолей. У другому (рис. 3).б) - струмінь розплавленого металу падає в рідину, що утримується відцентровою силою на внутрішньої поверхнібарабана, що обертається: затверділа нитка змотується потім з рідини, що обертається. Відомий метод, що складається в отриманні аморфного дроту шляхом максимально швидкого витягування розплаву скляному капілярі (рис. 3,в). Цей метод називають методом Тейлора. Волокно виходить при протягуванні розплаву одночасно зі скляною трубкою, при цьому діаметр волокна становить 2-5 мкм. Головна труднощі тут полягає у відділенні волокна від скла, що покриває, що, звичайно, обмежує склади сплавів, що аморфізуються даним методом.
Одержання порошків.Для виробництва порошків аморфних сплавів можна скористатися методами та обладнанням, що застосовується для виготовлення об'ємних металевих порошків.
На рис. 4 схематично показано кілька методів, що дозволяють у великих кількостях одержувати аморфні порошки. Серед них у першу чергу слід відзначити добре зарекомендували себе методи розпилення.
Відомо виготовлення аморфних порошків кавітаційним методом, що реалізується прокаткою розплаву у валках, і методом розпилення розплаву диском, що обертається. У кавітаційному методі (рис. 4,б) розплавлений
Мал. 4. Методи одержання аморфних порошків:
а - метод розпилення (спрей-метод);б - кавітаційний метод;в - метод розпилення розплаву обертовим диском; 1 - порошок; 2 - вихідна сировина: 3 – форсунка; 4 - охолоджуюча рідина; 5 - охолоджувана плита
метал видавлюється в зазорі між двома валками (0,2-0,5 мм), виготовленими, наприклад, з графіту або нітриду бору. Відбувається кавітація-розплав викидається валками у вигляді порошку, який потрапляє на охолоджену плиту або в охолодний водний розчин. Кавітація виникає в зазорі між валками, внаслідок чого зникають бульбашки газу, що є в металі. Метод розпилення диском, що обертається (рис. 4,в) в принципі аналогічний раніше описаному методу виготовлення тонкого дроту, але тут розплавлений метал, потрапляючи в рідину, розбризкується за рахунок її турбулентного руху. За допомогою цього методу одержують порошок у вигляді гранул діаметром близько 100 мкм.
Аморфні металеві сплави (металеве скло) - це металеві тверді речовини, в яких відсутній далекий порядок у розташуванні атомів. Це надає їм цілий рядістотних відмінностей від традиційних кристалічних металів.
Аморфні сплави були вперше отримані в 1960 р. П. Дувезом, проте їх широкі дослідження та промислове використання почалися через десятиліття - після того, як у 1968 р. був винайдений метод спінінгування. В даний час відомо кілька сотень систем сплавів, що аморфізуються, досить докладно вивчені структура і властивості металевих стекол, розширюється область їх застосування в промисловості.
Методи одержання аморфних сплавів
Надвисокі швидкості охолодження рідкого металу для отримання аморфної структури можна реалізувати різними способами. Загальним у них необхідність забезпечення швидкості охолодження не нижче 106 град/с. Відомі методи катапультування краплі на холодну пластину, розпилення струменя газом або рідиною, центрифугування краплі або струменя, розплавлення тонкої плівки поверхні металу лазером зі швидким відведенням тепла масою основного металу, надшвидке охолодження з газового середовища та ін. Використання цих методів дозволяє одержувати товщини, дріт та порошки.
Найбільш ефективними способами промислового виробництва аморфної стрічки є охолодження струменя рідкого металу на зовнішній (загартування на диску) або внутрішньої (відцентрове гартування) поверхнях барабанів, що обертаються, або прокатку розплаву між холодними валками, виготовленими з матеріалів з високою теплопровідністю.
Рис.1. Методи отримання тонкої стрічки шляхом загартування з розплаву: а) відцентрове загартування; б) загартування на диску; в) прокатка розплаву; г) відцентрове гартування; д) планетарне загартування
На рис.1 наведено важливі схеми цих методів. Розплав, отриманий в індукційній печі, видавлюється нейтральним газом з сопла і твердне при зіткненні з поверхнею тіла, що обертається охолоджуваного (холодильника). Відмінність полягає в тому, що в методах відцентрового гарту та гарту на диску розплав охолоджується тільки з одного боку.
Основною проблемою є отримання достатнього ступеня чистоти зовнішньої поверхні, яка не стикається з холодильником. Метод прокатки розплаву дозволяє отримати хорошу якість обох поверхонь стрічки, що особливо важливо для аморфних стрічок, які використовуються для головок магнітного запису. Для кожного методу є свої обмеження за розмірами стрічок, оскільки є відмінності і в процесі затвердіння, і в апаратурному оформленні методів. Якщо при відцентровому загартуванні ширина стрічки становить до 5 мм, прокаткою отримують стрічки шириною 10 мм і більше.
Метод гарту на диску, для якого потрібна простіша апаратура, дозволяє в широких межах змінювати ширину стрічки в залежності від розмірів плавильних тиглів. Цей метод дозволяє виготовляти як вузькі стрічки шириною 0,1-0,2 мм, і широкі - до 100 мм, причому точність підтримки ширини може бути ± 3 мкм. Розробляються установки з максимальною місткістю тигля до 50 кг. У всіх установках для гартування з рідкого стану метал швидко твердне, розтікаючись тонким шаром по поверхні холодильника, що обертається. За сталості складу сплаву швидкість охолодження залежить від товщини розплаву та характеристик холодильника. Товщина розплаву на холодильнику визначається швидкістю його обертання та швидкістю закінчення розплаву, тобто залежить від діаметра сопла та тиску газу на розплав. Велике значення має правильний вибір кута подачі розплаву на диск, що дозволяє збільшити тривалість контакту металу з холодильником. Швидкість охолодження залежить від властивостей самого розплаву: теплопровідності, теплоємності, в'язкості, щільності.
Для отримання тонкого аморфного дроту використовують різні методи витягування волокон із розплаву.
Рис.2 Методи отримання тонкого дроту, загартованого з розплаву: а) протягування розплаву через охолоджувальну рідину (екструзія розплаву); б) витягування нитки з барабана, що обертається; в) витягування розплаву у скляному капілярі; 1 - розплав; 2 - охолодна рідина; 3 - скло; 4 - форсунка; 5 - змотування дроту
У першому методі (рис.2 а) розплавлений метал простягається в трубці круглого перерізу через водний розчин солей.
У другому (рис.2, б) - струмінь розплавленого металу падає в рідину, що утримується відцентровою силою на внутрішній поверхні барабана, що обертається: затверділа нитка змотується потім з обертової рідини. Відомий метод, що складається в отриманні аморфного дроту шляхом максимально швидкого витягування розплаву скляному капілярі (рис.2, в).
Цей метод називають методом Тейлора. Волокно виходить при протягуванні розплаву одночасно зі скляною трубкою, діаметр волокна становить 2-5 мкм. Головна труднощі тут полягає у відділенні волокна від скла, що покриває, що, природно, обмежує склади сплавів, що аморфізуються даним методом.
ПРЕЗЕНТАЦІЯ
з дисципліни: Процеси отримання наночастинок та наноматеріалів
на тему: «Отримання наноматеріалів із використанням твердофазних перетворень»
Виконав:
Студент гр. 4301-11
Мухамітова А.А.
Казань, 2014
| ВСТУП | |||
| 1. | |||
| 1.1. | МЕТОД ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОГО ОБЛАДЖЕННЯ АМОРФНИХ ПЛЮНОК З РОЗЧИН ЕЛЕКТРОЛІТІВ | ||
| 1.2. | АМОРФІЗАЦІЯ КРИСТАЛИЧНОГО СТАНУ ШЛЯХОМ ВСТУП У КРИСТАЛИ ВЕЛИКОГО КІЛЬКОСТІ ДЕФЕКТІВ | ||
| 1.3. | ІНТЕНСИВНА ПЛАСТИЧНА ДЕФОРМАЦІЯ | ||
| 1.4. | ЗАГАРТАННЯ РІДКОГО СТАНУ | ||
| 2. | ГІДНОСТІ І НЕДОЛІКИ МЕТОДУ ОТРИМАННЯ НАНОМАТЕРІАЛІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ТВЕРДОФАЗНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ | ||
| ВИСНОВОК | |||
| СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ |
ВСТУП
У Останнім часомрозроблено низку методів отримання наноматеріалів, у яких диспергування здійснюється у твердій речовині без зміни агрегатного стану.
Контрольована кристалізація з аморфного станує одним із способів одержання масивних наноматеріалів. Метод полягає в отриманні аморфного матеріалу, наприклад, загартуванням з рідкого стану, а потім кристалізацією в умовах контрольованого нагріву.
Аморфними називають метали, що у твердому стані, які у розташуванні атомів відсутня далекий порядок, характерний для металів у звичайному, тобто. кристалічному, стані. Для характеристики металів у такому стані використовуються також терміни "металеве скло", рідше - "некристалічні метали". Аморфний стан є граничним випадком термодинамічної нестабільності твердих металевих систем, протилежним до термодинамічного стану бездефектного кристала.
Протягом тисячоліть людство використовувало тверді метали виключно у кристалічному стані. Лише наприкінці 30-х років ХХ століття з'явилися спроби одержання методом вакуумного напилення некристалічних металевих покриттів у вигляді найтонших плівок. У 1950 році була отримана аморфна плівка сплаву Ni-P методом електроосадження з розчинів. Такі плівки використовували як тверді, зносостійкі та корозійностійкі покриття.
Положення істотно змінилося, коли в 1960 році був відкритий спосіб отримання аморфних металевих сплавів шляхом загартування рідкого стану, а в 1968 році - спосіб загартування розплаву на поверхні диска, що обертається з отриманням аморфної стрічки великої (сотні метрів) протяжності. Це відкрило можливість великомасштабного виробництва аморфних металів за їх відносно низької вартості та зумовило вибухоподібне зростання досліджень у галузі аморфних сплавів.
Сьогодні близько 80% промислових аморфних сплавів виробляються заради їх унікальних магнітних властивостей. Вони застосовуються як магнітом'які матеріали, що поєднують ізотропність властивостей, високу магнітну проникність, високу індукцію насичення, малу коерцитивну силу. Їх застосовують виготовлення магнітних екранів, магнітних фільтрів і сепараторів, датчиків, записують головок тощо. Сердечники трансформаторів, виготовлені з аморфних сплавів, характеризуються вельми малими втратами на перемагнічування завдяки вузькій петлі гістерезису, а також високому електроопору та малій товщині аморфної стрічки, що зменшує втрати, пов'язані з вихровими струмами.
Останнім часом, приблизно з середини 90-х років ХХ століття, значно зріс інтерес до структурних елементів різних матеріалів, у тому числі металів, що мають нанорозмірний масштаб (1…100 нм). При таких розмірах структурних утворень, зокрема кристалів, істотно зростає частка поверхневих частинок, що мають відмінну від розташованих усередині обсягів частинок взаємодію. В результаті властивості матеріалів, утворених такими частинками, можуть значно відрізнятися від властивостей матеріалів такого ж складу, але мають більші розміри структурних одиниць. Для властивості таких матеріалів та методів їх виробництва виникли і широко використовуються особливі терміни наноматеріали, нанотехнології, наноіндустрія.
У сучасному розуміннінаноматеріали – це різновид продукції у вигляді матеріалів, що містять структурні елементинанометрових розмірів, наявність яких забезпечує суттєве поліпшення чи появу якісно нових механічних, хімічних, фізичних, біологічних та інших властивостей, які визначаються проявом наномасштабних факторів. А нанотехнології – це сукупність методів і прийомів, що застосовуються при вивченні, проектуванні, виробництві та використанні структур, пристроїв і систем, що включають цілеспрямований контроль та модифікацію форми, розміру, інтеграції та взаємодії складових їх наномасштабних (1…100 нм) елементів для отримання об'єктів з новими хімічними, фізичними, біологічними властивостями. Відповідно, наноіндустрія – це виробництво наноматеріалів, що реалізує нанотехнології. Щодо металів терміном «нанокристалічні» прийнято називати метали, розміри кристалів яких укладаються в наведений вище нанометровий діапазон.
Розробка наноматеріалів, нанотехнологій та використання об'єктів з керованими нанорозмірними структурами стали можливими значною мірою завдяки появі дослідницьких приладів та прямих методів дослідження об'єктів атомного рівня. Наприклад, сучасні електронні мікроскопи, що просвічують, зі збільшенням порядку 1,5х10 6 дозволяють візуально спостерігати атомну структуру.
Існують різні способиодержання наноструктурованих матеріалів, у тому числі металів. Наприклад, наноструктуру можна отримати в об'ємній металевій заготівлі шляхом подрібнення звичайних кристалів до нанорозмірних. Цього можна досягти, зокрема, шляхом інтенсивної пластичної деформації. Однак методи подрібнення структури шляхом деформації не дозволяють отримувати нанокристалічні метали у промислових масштабах і не належать до традиційних металургійних технологій.
У той же час нанокристалічна, як і аморфна, структуру металу можна отримати і традиційними металургійними способами, зокрема швидким охолодженням розплаву. Залежно від умов загартування рідкого стану можливі три варіанти формування структури:
· нанокристалізація безпосередньо в процесі загартування розплаву (граничний випадок звичайної прискореної кристалізації, що призводить до отримання не просто дрібнозернистої, а наноструктури);
· у процесі загартування розплаву відбувається часткова кристалізація, отже утворюється композитна аморфно-кристалічна структура;
· При загартуванні формується аморфна структура, а нанокристалічна структура утворюється при наступному відпалі.
Нанокристалічні, як і аморфні, метали, одержувані методом загартування рідкого стану, знаходять застосування переважно як магнітних і електротехнічних матеріалів з унікальними властивостями. Вони використовуються як магнітом'які і магнітотверді матеріали, провідників, напівпровідників, діелектриків і т.д.
Зокрема, широке застосування знайшли магнітом'які сплави типу файнмет (Finemet). Це нанокристалічні сплави системи Fe-Si-B з добавками Cu та Nb або інших тугоплавких металів. Сплави одержують шляхом часткової кристалізації аморфного стану. Їхня структура складається з феромагнітних кристалітів розміром 10...30 нм, розподілених в аморфній матриці, яка становить від 20 до 40% обсягу. Сплави типу файнмет мають дуже низьку коерцитивну силу, високу магнітну проникність і намагніченість, малими втратами на перемагнічування, перевершуючи за своїми характеристиками інші магнітом'які сплави, в тому числі і аморфні.
Досить широко застосовуються також магнітотверді нанокристалічні сплави систем Fe-Nd-B, Fe-Sm-N. Оскільки багато хто магнітні матеріали(Fe-Si, Fe-Nd-B) крихкі, то зменшення величини зерна не тільки покращує їх магнітні характеристики, а й підвищує пластичність.
МЕТОДИ ОТРИМАННЯ АМОРФНИХ МЕТАЛІВ
Отримання аморфних металів можливе дробленням вихідного кристалічного тіла з отриманням аморфної структури (шлях «згори донизу»). Шлях передбачає порушення регулярного розташування атомів у кристалічному тілі внаслідок зовнішніх впливів на кристал і перетворення твердого кристалічного тіла на тверде аморфне.
На сьогодні відомо кілька технічних способів реалізації цих шляхів (рис.1). Оскільки аморфний метал з термодинамічної точки зору є вкрай нерівноважною системою, що володіє великою надлишковою енергією, його отримання, на відміну отримання кристалічного металу, вимагає проведення нерівноважних процесів. На цьому малюнку рівноважні процеси фазових перетворень металу представлені суцільними стрілками, а нерівноважні процеси одержання аморфного металу – штриховими.
Рис.1. Методи досягнення рівноважних та нерівноважних станів металів
Як випливає із наведеної схеми, термодинамічно нерівноважний аморфний (і нанокристалічний) метал можна отримати з будь-якої рівноважної фази:
· Конденсацією з газової фази. З деякими застереженнями до цієї групи можуть бути віднесені методи електролітичного осадження аморфних плівок з розчинів електролітів;
· Аморфізацією кристалічного стану шляхом введення в кристали великої кількості дефектів;
· Загартуванням рідкого стану з металевого розплаву.
Два перші методи одержання аморфних металів – з газової фази та кристалічних металів – з'явилися ще в першій половині минулого століття і використовуються відносно давно, але вони не належать до металургійних технологій.