火星之旅的不二之选：金属玻璃

材料牛注：机器人登陆火星已经是NASA“火星之旅”计划中重要一环，然而火星和太空中极端环境给机器人和航天器的材料带来了极大挑战，研究已久的金属玻璃有望接手这项任务，一起来看看吧。

上图为NASA正在研究用于航天机器人的新材料。这是一种被称为块状金属玻璃（BMG）的硬质金属合金。太空探索相当于在太空中承受最严酷的炮轰，因此机器人和航天设备必须装备地球上最硬的材料。最近，工程师们尝试使用研究已久的金属玻璃这一新材料，这似乎是NASA即将推出的“火星之旅”的最佳选择。

这种称为最适于航天器的硬质金属合金需要经过特定的制造工序：包括液化和快速冷却。最近一项研究正在关注金属玻璃和它的潜在应用。

基于这项研究，块体金属玻璃在太空任务中是理想的齿轮材料。大于0.04英寸（1mm）的零件，都将用金属合金制备。然而，为了生产块体金属玻璃这样坚硬的材料，金属在被熔化过程中会导致原子结构破坏，随后的冷却过程中这些原子将随机重排。

金属的快速冷却将导致无组织的结构。根据网站Space.com报道，它必须在约1800华氏度/秒（982.2℃/s）下冷却以达到所需的形状。这就是从技术上将材料从金属转变成玻璃，从而形成这种金属玻璃的新结构的原理。

金属玻璃材料在为NASA建造执行空间任务的机器人方面有很大的优势。这种材料使机器人更容易平稳地转动和移动，并能以平滑的方式快速停止，然而使用传统材料时，通常会伴随抖动和振动。因此金属玻璃材料能让机器人的行动更准确。根据研究报告，BMG做的机器人关节更灵活，更耐用且成本更低。

NASA喷气推进实验室的一名研究金属玻璃的研究员Douglas Hofmann在一篇新闻中表示：“尽管BMG已经被研究了很长时间，但是设计并应用到结构器件中依然很难。我们最终还是通过必要的测试来证明了其对NASA航天器的潜在优势，这些材料可能为在恶劣环境下的移动提供解决方案，例如木卫二欧罗巴。

低熔融温度速率是该材料被认为是太空中理想的材料的另一个原因，它是注塑技术的理想选择。此外，BMG非常有能耐，它不像一些类型的金属易生锈，并且它也是耐水性的。 NASA表示，这种材料可以在干燥低温条件下工作，这将为制造用于航天任务的强大的机器人提供了新的契机。

原文链接：Metallic Glass Ideal for Space Exploration Robots and NASA's Journey to Mars

本文由编辑部龙骑士提供素材，豆粟编译，刘宇龙审核，点我加入材料人编辑部。

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