Công nghệ nguội nhanh (tiếng Anh: rapid cooling, melt-spinning) hay
còn được gọi là phương pháp làm lạnh nhanh hoặc tôi nhanh là một công nghệ luyện kim dùng để chế tạo các băng mỏng hợp kim hoặc kim loại vô định hình bằng cách làm nguội nhanh hợp kim nung nóng chảy với tốc độ thu nhiệt rất lớn (từ 104 K/s đến 107 K/s).
Hiện nay có nhiều phương pháp chế tạo vật liệu vô định hình (VĐH) ta có thể đưa chúng về 4 nhóm sau đây:
* Nhóm 1: Ngưng đọng kim loại từ thể khí (bốc bay trong chân không, phản ứng hóa ở pha khí).
* Nhóm 2: Nguội nhanh kim loại trực tiếp từ thể lỏng.
* Nhóm 3: Dùng các bức xạ, tương tác sóng dập hay bắn phá bằng chùm Ion để tạo khuyết tật trong tinh thể kim loại.
* Nhóm 4: Nghiền cơ học.
Công nghệ nguội nhanh trực tiếp từ thể lỏng: Nguyên lý của phương pháp này là dùng một trông quay có bề mặt nhẵn bóng với tốc độ cao làm môi trường thu nhiệt của hợp kim nóng chảy. Hợp kim được làm nóng chảy trong nồi nấu bằng phương pháp nóng chảy cảm ứng bằng dòng điện cao tần. Nồi nấu được thiết kế đặc biệt sao cho có một khe hẹp và đặt gần sát bề mặt trống. Dùng một dòng khí nén (thường là các khí trơ để tránh oxi hoá, “khí Ar”) thổi hợp kim nóng chảy lên bề mặt trống quay. Vì miệng vòi phun đặt rất gần mặt trống nên hợp kim bị dàn mỏng và rất dễ bị mất nhiệt, đồng thời nhờ trống
quay với tốc độ cao nên hợp kim vừa bị làm lạnh nhanh vừa bị dàn mỏng kéo thành dải băng dài.
Thời gian thu nhiệt trong phương pháp này rất ngắn (tỷ lệ nghịch với tốc độ quay) cỡ 10-3s đến 10-2s và tốc độ nguội có thể đạt tới từ 104K/s đến 107K/s. Với tốc độ nguội như vậy, quá trình kết tinh không kịp xảy ra. Hợp kim đông cứng dưới dạng phi tinh thể và được gọi là kim loại thủy tinh hay hợp kim vô định hình (pha G) - một trạng thái mới của kim loại hay hợp kim.
Một đặc điểm của các hợp kim vô định hình là trạng thái siêu quá bão hòa các nguyên tố. Khác xa với giản đồ trạng thái cân bằng, giới hạn hòa tan các nguyên tố với nhau có thể tăng hàng chục lần hoặc thậm chí vô hạn do trong quá trình nguội nhanh, sự khuếch tán bị hạn chế. Cũng do lý do trên mà hợp kim vô định hình nói chung kém ổn định và có thể bị tái kết tinh.
Khi hợp kim vô định hình được xử lý nhiệt, thường xẩy ra quá trình tái kết tinh: G G’ + + + … (G, G’: các pha vô định hình, , , …các pha tinh thể). Bằng cách điều khiển quá trình kết tinh, có thể nhận được các pha mong muốn, có kích thước hình dạng mong muốn. Vì vậy hợp kim vô định hình được coi là một trong những nguyên liệu quan trọng để chế tạo vật liệu có cấu trúc nano.