Bilim insanları dünyanın en güçlü malzemesini icat etti

Bilim insanları dünyanın en güçlü malzemesini icat etti

Dünyanın en güçlü malzemesi bilim adamları tarafından yaratılmıştır.

Elmastan yaklaşık 500 kat daha serttir - Dünya'da doğal olarak oluşan en dirençli elementtir.

Metal alaşım bir krom, kobalt ve nikel (CrCoNi) kokteyli içerir.

Yıkılmaz arabaların, uçakların ve depremlere dayanıklı binaların kapısını aralıyor.

CrCoNi son derece esnektir ve kalıcı deformasyona da dirençlidir. Alternatiflerinin aksine, soğudukça nitelikleri dikkat çekici bir şekilde artıyor.

Proje eş lideri Profesör Robert Ritchie şunları söyledi: "Bu malzemenin sıvı helyum sıcaklıklarına (-424 Fahrenheit) yakın tokluğu, 500 megapaskal karekök metre kadar yüksektir.

"Aynı birimlerde, bir silikon parçasının sertliği bir, yolcu uçaklarındaki alüminyum gövde yaklaşık 35 ve en iyi çeliklerden bazılarının tokluğu yaklaşık 100'dür.

"Yani, 500, şaşırtıcı bir sayı."

CrCoNi, her bir bileşen elementin eşit karışımından oluşan HEA'lar (yüksek entropili alaşımlar) olarak bilinen bir sınıfa aittir.

Atomik tarifler, stres altındayken olağanüstü derecede yüksek bir güç ve esneklik kombinasyonu sunar.

Yardımcı lider Profesör Easo George şunları söyledi: "Yapısal malzemeleri tasarlarken, onların güçlü olmasını, aynı zamanda sünek ve kırılmaya karşı dirençli olmasını istersiniz.

"Genellikle, bu özellikler arasında bir uzlaşmadır. Ancak bu malzeme her ikisidir ve düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelmek yerine daha da sertleşir."

YEA'lar yaklaşık 20 yıl önce ilk geliştirildiklerinden beri sıcak bir araştırma alanı olmuştur.

Ancak zorlu testlerde malzemelerin sınırlarını zorlamak için gereken teknoloji yakın zamana kadar mevcut değildi.

Berkeley'deki California Üniversitesi'ndeki ekip, CrCoNi'yi neredeyse on yıl önce yarattı, ancak

onu bu kadar soğuk havalarda test edebilecek tesisler bulmak on yıl sürdü.

Metaller de dahil olmak üzere birçok katı madde, birim hücre adı verilen tekrar eden bir 3B atomik modelle karakterize edilen kristal bir formda bulunur.

Zayıflıkların meydana geldiği kafes adı verilen daha büyük bir yapı oluşturur. Örneğin kuvvet uygulandığında metal bir kaşığın bükülmesine neden olan şey budur.

Tarama teknikleri, CrCoNi'nin tokluğunun, malzemeye kuvvet uygulandığında belirli bir sırayla devreye giren üçlü engelden kaynaklandığını gösterdi.

Sekans, metalin akmaya devam etmesini sağlar - ancak aynı zamanda çoğu malzemenin gerilimden koptuğu noktanın çok ötesindeki engellerden yeni dirençle karşılaşmaya devam eder.

Ritchie, "Yani siz çekerken ilk mekanizma çalışıyor, ardından ikincisi, ardından üçüncüsü ve ardından dördüncüsü başlıyor.

"Şimdi, pek çok insan normal malzemelerde nanotwinning gördük, normal malzemelerde kayma gördük. Bu doğru.

"Bununla ilgili yeni bir şey yok, ancak bize bu gerçekten muazzam özellikleri veren, hepsinin bu büyülü dizide gerçekleşmesi gerçeğidir."

Science dergisindeki çalışma, malzeme uzmanlarını, fiziksel özelliklerin performansı nasıl artırdığına dair uzun süredir devam eden fikirleri yeniden düşünmeye zorlayabilir.

Ritchie, "Eğlenceli çünkü metalürjistler, bir malzemenin yapısının özelliklerini tanımladığını söylüyorlar, ancak yapı hayal edebileceğiniz en basit yapı - sadece tanecikler."

George, derin uzayın soğuk sıcaklıkları gibi aşırı çevresel koşulların standart metalik alaşımları yok edebileceği durumlarda kullanım öngörüyor.

Ekibi ayrıca, daha bol ve daha ucuz elementlerden yapılan alaşımların benzer özelliklere sahip olmaları için nasıl ikna edilebileceğini araştırıyor.

Pil endüstrisindeki taleplerinden dolayı küresel bir kobalt ve nikel kıtlığı var.

Ritchie, birçok güvenlik denemesi gerekeceği için gerçek dünyadaki kullanımın hala biraz uzakta olduğunu söyledi.

"Bir uçakta uçarken, sizi 40.000 fit düşmekten kurtaran şeyin, sadece birkaç ay önce geliştirilen bir gövde alaşımı olduğunu bilmek ister misiniz?

"Yoksa malzemelerin olgun ve iyi anlaşılmasını mı istersiniz? Bu nedenle yapısal malzemelerin gerçek anlamda kullanıma girmesi yıllar, hatta on yıllar alabilir."

Kaynak: Talker