Супереластична сплав е първият известен метал, който става по-еластичен при нагряване

Сподели

Изследователи от градския университет в Хонконг случайно откриха първа по рода си сплав, която запазва своята твърдост, вместо да омекне при повишаване на температурата. Наистина, Elinvar с висока ентропия изглежда става по-твърд и по-пружинен, когато температурите се приближават до 1000 K (727°C, 1341°F). Не е установено, че други известни метали се държат по този начин.

Еластичният модул на материала определя количествено неговата устойчивост на еластична или непостоянна деформация при напрежение. Колкото по-висок е модулът на еластичност, толкова по-твърд е материалът и толкова по-трудно се деформира. Досега се смяташе, че всички метали омекват с повишаване на температурата, поради термично разширение.

Но тази химически сложна нова сплав, подредена в уникална, силно изкривена решетъчна структура, не следва това правило. Наистина, неговият модул на еластичност изглежда нараства с по-високите температури. Когато другите метали започват да омекват, Co25нi25(HfTiZr)50или „високоентропийната сплав на Елинвар“ става по-твърда. Екипът нарече това „ефектът на Елинвар“.

Еластичният модул на сплавта не омеква, когато температурата се повиши от 300K до 950K – всъщност започва да се увеличава

QF He et al

„Когато тази сплав се нагрее до 1000K, т.е. 726,85 °C, или дори по-високо“, казва професор Янг Йонг от катедрата по машиностроене на CityU, „тя е толкова твърда, колкото или дори малко по-твърда, отколкото е при стайна температура, и се разширява без забележим фазов преход. Това променя знанията ни от учебниците, тъй като металите обикновено омекват, когато се разширяват при нагряване“, каза професор Янг.

В допълнение към ефекта на Елинвар, този метал също показва граница на еластичност от около 2 процента при стайна температура – ​​тоест, докато трябва да вложите много енергия, за да го деформирате, той ще се деформира около два пъти повече от конвенционална кристална сплав, преди да има някаква постоянна деформация. Така че е изключително еластична, способна да съхранява голямо количество еластична енергия.

„Тъй като еластичността не разсейва енергията и следователно няма да генерира топлина, което може да причини неизправност на устройствата, тази супереластична сплав ще бъде полезна във високоточни устройства, като часовници и хронометри“, казва професор Янг. “Знаем, че температурата варира от 122°C до -232°C на повърхността на луната, например. Тази сплав ще остане здрава и непокътната в екстремни условия и така ще пасне много добре на бъдещи механични хронометри, работещи в широк диапазон от температури по време на космически мисии.”

Ще бъде интересно да видим къде другаде този (вече патентован) материал започва да се показва.

Можете да видите изключителната сила на пружиниране на тази високоентропийна сплав на Elinvar, демонстрирана в тест за падане на сачмен лагер при стайна температура във видеото по-долу.

„Елинварска“ сплав с висока ентропия

Изследването е публикувано в списанието природата.

Източник: Градски университет на Хонг Конг



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели