Докато повечето метали се отличават с известна степен на еластичност, някои реагират по-добре от други на огъване извън формата. Учените, които експериментират със състава на тези материали, са разработили нова сплав на медна основа, която според тях би била лесна за производство в мащаб и може да се похвали с несравнима еластичност при стайна температура.
За да има метал с висока еластичност, той трябва лесно да се разтяга и деформира, измерено чрез това, което се нарича модул на Юнг, като същевременно е достатъчно силен, за да се върне в първоначалната си форма. Интегрирането на тези свойства в метали и сплави е труден акт на балансиране, като едното често компрометира другите, но чрез внимателно инженерство могат да бъдат произведени материали, които да отговарят на специфични изисквания за ежедневни приложения.
Един пример е неръждаемата стомана, която има висока якост на опън и е устойчива на широк диапазон от температури и корозия и следователно се използва във всичко – от съдове за готвене до операционни зали и открит космос. Може да не го разберете, като погледнете тенджерата си, но неръждаемата стомана дори има малко количество отстъп в себе си, със стойност на еластична деформация <0,2%.
Това важи за много метали и сплави, които в насипната си форма показват стойност на еластична деформация под 1% (въпреки че в микро- и макро мащаби тази цифра е около 10%). Инженери от университета Тохоку представиха нова сплав на основата на мед, която отвежда този тип насипни метали в нов гъвкав терен.
Базираната на мед монокристална сплав на екипа в насипна форма е забележително здрава и се отличава с изключително високо еластично напрежение на опън от 4,3% при стайна температура, което се смята за несравнимо сред подобни материали. Прави го по начин, който се противопоставя на това, което е известно като закон на Хук, който казва, че еластичността на материала е пропорционална на приложеното напрежение, като е много еластичен дори когато е подложен само на малко количество напрежение.
Този тип материал може да се използва във всичко – от по-гъвкави спортни стоки до усъвършенствани медицински импланти, които по-добре отговарят на човешкото тяло. Сега учените проучват тези възможности, като същевременно проучват допълнително работата на сплавта, за да установят нейната функционална умора след такива големи деформации. Обещаващо, те казват, че цикличната топлинна обработка, използвана за получаване на единични кристали на сплавта, е прост процес, който се поддава добре на масово производство.
„Нашата насипна сплав може да се използва като пружинни материали с висока способност за възстановяване и те също могат да бъдат приложени към устройства, които използват сензори, медиирани от напрежение, като разтеглива електроника“, каза Шенг Сю, който ръководи изследването. „Новата сплав с нисък модул на Йънг наподобява човешки кости и следователно има потенциал за използване в медицински приложения.“
Изследването е публикувано в списанието Природата.
източник: Университет Тохоку
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
