I metalli amorfi detti anche vetrosi sono costituiti da una struttura disordinata in cui gli ioni metallici occupano posizioni casuali.
I metalli danno luogo a cristallizzazione perché il legame metallico non è direzionale e gli atomi, inizialmente presenti nella fase fluida come ad esempio nel metallo fuso, vanno rapidamente ad occupare una determinata posizione in un reticolo cristallino.
La cristallizzazione dei metalli avviene, quindi senza dover ricorrere a particolari accorgimenti.
Conseguenza della facile cristallizzazione è la natura policristallina degli stessi, con cristalli “grani” di dimensioni variabili dai centesimi di millimetro a qualche centimetro.
Sin dal 1960 i ricercatori hanno trovato che possono essere ottenute leghe metalliche amorfe raffreddando i metalli allo stato fuso. La velocità è tale per cui non ci sia il tempo per lo sviluppo di una struttura cristallina ordinata.
Implicazioni
La struttura amorfa implica che non sono presenti difetti cristallini detti dislocazioni che regolano le proprietà meccaniche delle leghe più comuni pertanto i metalli amorfi sono molto più resistenti rispetto alle leghe metalliche e meno rigidi rispetto ad esse.
Proprietà
I metalli amorfi hanno caratteristiche peculiari come una bassa temperatura di fusione, proprietà antigraffio, elevata elasticità; possiedono elevata resistenza meccanica, elevata resistenza alla trazione ma sono duttili, resistenti alla corrosione e sono dotati di proprietà di conducibilità elettrica che superano quelle delle leghe metalliche tradizionali e possono resistere a stress meccanici maggiori senza snervamenti.
Le proprietà meccaniche e fisiche dipendono dal tipo e dalle concentrazioni degli elementi chimici che costituiscono la lega.
Esse possono essere costituite da soli metalli ma più frequentemente da metalli e non metalli come oro, rame, zirconio, titanio, argento, palladio ma anche boro e silicio.
I manufatti realizzati con metalli amorfi sono utilizzati nei più diversi ambiti:
- dall’elettronica di consumo
- alle nanoparticelle di componenti elettronici per produzioni di parti di elettronica
- sensori e impianti medici.
Per la loro elevata resistenza all’acqua e alla corrosione costituiscono infatti ottimi materiali per protesi ossee.
I metalli amorfi che sono studiati in relazione alle loro proprietà elettriche, magnetiche e chimiche attualmente sono investigate in relazione alle loro proprietà catalitiche.