Kaj je amorfna kovina?

Amorfna kovina je kovina z neurejeno atomsko strukturo, v nasprotju z večino kovin, ki imajo pravilno strukturo. Te snovi imenujemo tudi kovinska stekla, ker je en način izdelave amorfnih kovin podoben postopku izdelave stekla, vendar z uporabo kovine namesto silicijevega dioksida. Študije kažejo, da so amorfne kovine lahko več kot dvakrat močnejše od običajne kovine in so idealne za vojaški oklep, saj tehtajo enako kot navadna kovina. Zaradi neurejene strukture materiala je tudi bolj odporen proti koroziji in obrabi.

Amorfne kovine je na Caltechu prvič ustvaril Pol Duwez leta 1957. Duwez je amorfno kovino ustvaril s hlajenjem zlitine (Au80Si20) iz tekočega stanja v manj kot delčku sekunde. Hitrost hlajenja je morala preseči milijon stopinj Kelvina na sekundo, zato se je ohlajanje kovine iz tekočega v trdno stanje moralo zgoditi v milisekundah. Ohlajanje tega je hitro preprečilo, da bi kovina kristalizirala kot tipična kovina, kar ji je dalo edinstveno amorfno strukturo. Na začetku so bile oblike amorfne kovine omejene, sestavljene so predvsem iz tankih trakov, folij in žic. Te omejitve so bile uveljavljene zaradi potrebe po hitrem hlajenju.

Amorfno kovino, primerno za komercializacijo, sta leta 1976 prvič izdelala C. Graham in H. Liebermann. Uporabili so prehlajeno hitro vrteče kolo za ustvarjanje velikih količin amorfne kovine, primerne za transformatorje za distribucijo električne energije z majhnimi izgubami, komercializirane pod imenom Metglas. Amorfno kovino je mogoče hitro magnetizirati in razmagnetizirati, kar vodi do prihranka energije, če se uporablja v transformatorjih na električnem omrežju. Amorfni kovinski transformatorji porabijo 70–80 % manj energije, kar zmanjšuje emisije CO2 in varčuje z energijo. Danes se transformatorji iz amorfne kovine pogosto uporabljajo v Indiji in na Kitajskem, kjer so bili uporabljeni za uspešno zmanjšanje emisij toplogrednih plinov.

V osemdesetih letih so znanstveniki materialov eksperimentirali z različnimi zlitinami, da bi zmanjšali potrebno hitrost hlajenja za ustvarjanje amorfnih kovin. Uspelo jim je znižati kritično hitrost hlajenja z več sto Kelvinov na sekundo na samo en Kelvin na sekundo, s čimer je bila izdelava kovinskih kozarcev v razsutem stanju bolj izvedljiva. Leta 1980 so raziskovalci uspeli ustvariti amorfno jeklo v razsutem stanju, kar je utrlo pot širši komercializaciji materiala.