Простата сплав претендира за короната от най-здравия материал, регистриран някога

Сподели

Проста сплав спечели короната за най-твърд материал, регистриран някога. В ново проучване екип, ръководен от изследователи от лабораторията Бъркли, подложи сплавта на серия от тестове и откри не само нейната невероятна издръжливост, но и висока якост и пластичност, които действително се подобряват при по-ниски температури, за разлика от повечето известни материали.

Въпросната сплав съдържа хром, кобалт и никел (CrCoNi) и принадлежи към клас метали, наречени сплави с висока ентропия (HEA). Повечето сплави са съставени от един доминиращ елемент с по-малки количества други, добавени, но HEA съдържат равни количества от всеки елемент. Това може да им даде някои впечатляващи свойства, като високо съотношение на якост към тегло, модул на еластичност, който се повишава с температурата, или ултра якост и пластичност.

В предишна работа изследователите установиха, че CrCoNi показва висока якост и издръжливост при ниски температури от около -196 °C (-321 °F). За новото проучване екипът проучи как ще издържи дори при по-ниски температури от -253 °C (-424 °F), при които хелият съществува като течност. И със сигурност неговата здравина достигна нови висоти в предотвратяването на разпространението на пукнатини.

„Устойчивостта на този материал в близост до температури на течен хелий достига до 500 мегапаскала квадратен корен от метри“, каза Робърт Ричи, съ-водещ изследовател в изследването. „В същите единици якостта на парче силиций е единица, алуминиевата конструкция на самолета в пътническите самолети е около 35, а якостта на някои от най-добрите стомани е около 100. И така, 500, това е зашеметяващо число.“

Микроскопски изображения на кристалната структура на CrCoNi сплав, както и тест на вариант с манган и желязо (CrMnFeCoNi)

Робърт Ричи/Лаборатория Бъркли

Обикновено материалите стават по-крехки при по-ниски температури, така че екипът проучи как CrCoNi успява да издържи толкова добре. Те използваха няколко вида микроскопия, за да изследват структурата на кристалната решетка на сплавта под въздействието на сила.

Оказва се, че CrCoNi получава своята студена издръжливост чрез поредица от атомни взаимодействия, които се случват в определена последователност. Несъвършенствата в кристалите се изместват от приложената сила, докато създадат препятствия, които работят за увеличаване на съпротивлението срещу тази сила. Последната стъпка от процеса превключва кристалната структура от кубична към шестоъгълна.

Екипът казва, че издръжливостта на материала при невероятно ниски температури може да го направи полезен за обекти, които работят в екстремни среди като дълбокия космос.

Изследването е публикувано в списанието Наука.

източник: Национална лаборатория Лорънс Бъркли



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели