El enfriamiento por salpicaduras es una técnica metalúrgica de transformación de metales que se utiliza para formar metales con una estructura cristalina particular mediante un enfriamiento o enfriamiento extremadamente rápido.
Una técnica típica para el enfriamiento por salpicaduras consiste en fundir metal fundido vertiéndolo entre dos enormes rodillos de cobre enfriados que se enfrían constantemente mediante la circulación de agua. Estos proporcionan un enfriamiento casi instantáneo debido a la gran superficie en estrecho contacto con la masa fundida. La lámina delgada formada tiene una baja proporción de volumen con respecto al área utilizada para enfriar.
Los productos que se forman mediante este proceso tienen una estructura cristalina casi amorfa o no cristalina. Se utilizan comúnmente por sus valiosas propiedades magnéticas, específicamente su alta permeabilidad magnética . Esto los hace útiles para blindaje magnético y para núcleos de transformadores de bajas pérdidas en redes eléctricas .
El proceso de enfriamiento por salpicaduras implica un rápido enfriamiento o enfriamiento del metal fundido. Un procedimiento típico para el enfriamiento por salpicaduras implica verter el metal fundido entre dos rodillos de cobre enfriados por los que se hace circular agua para transferir el calor lejos del metal, lo que hace que se solidifique casi instantáneamente. [1]
Una técnica de extinción de salpicaduras más eficiente es la técnica del arma de Duwez y Willen. Su técnica produce mayores velocidades de enfriamiento de la gota de metal porque la muestra es impulsada a altas velocidades y golpea una placa extintora, lo que hace que su superficie aumente, lo que solidifica inmediatamente el metal. Esto permite una gama más amplia de metales que pueden templarse y recibir características amorfas en lugar de la aleación de hierro general. [2]
Otra técnica implica la pulverización consecutiva del metal fundido sobre una superficie de deposición química de vapor . Sin embargo, las capas no se fusionan como se desea y esto hace que queden óxidos en la estructura y se formen poros alrededor de la estructura. Las empresas manufactureras se interesan por los productos resultantes debido a su capacidad de conformación casi neta. [3]
Algunos factores variables en el enfriamiento por salpicaduras son el tamaño de la gota y la velocidad del metal para garantizar la solidificación completa del metal. En los casos en que el volumen de la gota es demasiado grande o la velocidad es demasiado lenta, el metal no se solidificará más allá del equilibrio, lo que provocará que se vuelva a fundir. [4] Por lo tanto, se llevan a cabo experimentos para determinar el volumen y la velocidad precisos de la gota que asegurarán la solidificación completa de un determinado metal. [5] Se analizaron y clasificaron los factores intrínsecos y extrínsecos que influyen en la capacidad de formación de vidrio de las aleaciones metálicas. [6]
El enfriamiento casi instantáneo del metal hace que el metal tenga una estructura cristalina casi amorfa , lo cual es muy poco característico de un cristal típico. Esta estructura es muy similar a la de los líquidos y la única diferencia entre líquidos y sólidos amorfos es la alta viscosidad del sólido. Los sólidos en general tienen una estructura cristalina en lugar de una estructura amorfa porque la estructura cristalina tiene una energía de enlace más fuerte. La forma en que un sólido puede tener un espacio irregular entre sus átomos es cuando un líquido se enfría por debajo de su temperatura de fusión. La razón de esto es que las moléculas no tienen tiempo suficiente para reorganizarse en una estructura cristalina y, por lo tanto, permanecen en la estructura líquida. [7]
Los sólidos amorfos en general tienen una propiedad magnética única debido a su desorden atómico, como se explicó anteriormente. Son metales bastante blandos y cada uno tiene su propia propiedad magnética específica según el medio de producción. En el proceso de enfriamiento por salpicaduras, los metales son muy blandos y tienen propiedades superparamagnéticas o un comportamiento de cambio de polaridad causado por la rápida e intensa transferencia de calor. [8]