Metalik Camlar

Plastiklerden sonraki en önemli malzeme bilimi ürünü olduğu söylenen bu malzemelerin metal alaşımlarından (farklı metaller içeren karışımlardan) temel farkı yapılarının düzensiz olmasıdır. Atomların periyodik olarak tekrar eden konumlarda bulunduğu kristalli katıların aksine, metalik camlardaki atomlar günlük hayatta aşina olduğumuz camlardakiler gibi düzensiz bir biçimde dağılır.

Metalik camlar, metal atomları içerdikleri için, camlar gibi yalıtkan değil iletkendirler. Ayrıca, ısıtıldıklarında kolayca işlenebilecek ve kalıba dökülebilecek duruma gelirler. Hatta sıradan camlar gibi üflenerek şekil verilmeleri bile mümkündür. Sıradan metallerden ortalama olarak üç kat daha güçlü ve sert olan bu malzemeler, bilinen en sağlam malzemeler arasındadır.

Metalik camlar, birkaç farklı yöntemle üretilebiliyor. Bu yöntemlerin en basiti, sıradan camların üretiminde de kullanılan çok hızlı soğutma yöntemidir. Bazı metal alaşımlarının eritildikten sonra çok hızlı bir biçimde soğutulmasıyla metalik camlar üretilebiliyor. Soğutmanın çok hızlı bir biçimde yapılması düzenli kristal yapıların oluşmasının engellenmesi için özellikle gereklidir.

İlk metalik cam, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde çalışan W. Klement, R. H. Willens ve P. Duwez tarafından 1960’ta geliştirilmişti. İçerisinde %75 altın, %25 silisyum bulunan alaşımdan metalik cam elde etmek için soğutmanın saniyede bir megakelvin (bir milyon kelvin) hızla yapılması gerekiyordu. Bu durumun doğal bir sonucu olarak, metalik camların üretilebilmesi için malzemenin bir boyutunun çok ince olması gerekiyordu. Dolayısıyla bu dönemde üretilen ilk metalik camların kalınlığı yüz mikrometreden (metrenin on binde birinden) daha azdı. 1990’lara gelindiğindeyse saniyede sadece 1 kelvin soğutma hızıyla üretilebilen metal alaşımları geliştirilmeye başlandı. Bu soğutma hızlarını metal kalıplar içerisinde bile elde etmek mümkün olduğu için bu dönemde kalınlığı birkaç santimetreye ulaşan metalik camlar üretilmeye başlandı.

Metalik cam üretmek için kullanılan alaşımların en iyileri zirkonyum ve paladyum içerenlerdir. Ayrıca demir, titanyum, bakır, magnezyum ve diğer metalleri içeren alaşımlardan da metalik camlar üretilebiliyor.

Metalik camlar pek çok iyi özelliğe sahip olmalarına rağmen daha çok pahalı kol saatleri, tıbbi implantlar ya da profesyonel tenis raketleri gibi yüksek fiyata satılan özel ürünlerde kullanılıyor. Bu durumun en önemli nedeni metalik camların üretim maliyetinin çok yüksek olması.