Stop chromu, kobaltu i niklu (CrCoNi) ma niewiarygodnie dużą wytrzymałość, ale musza być zachowane określone warunki.
W nowym badaniu zespół kierowany przez naukowców z Berkeley Lab przeprowadził serię testów prostego stopu i odkrył nie tylko jego niesamowitą wytrzymałość, ale także wysoką wytrzymałość i plastyczność, które faktycznie poprawiają się w niższych temperaturach, w przeciwieństwie do większości znanych materiałów.
Może Cię zainteresować również: Amortyzuje, jest mocny jak metal i lekki jak pianka
Omawiany stop zawiera chrom, kobalt i nikiel (CrCoNi) i należy do klasy metali zwanych stopami o wysokiej entropii (HEAs, z ang. high entropy alloys). Większość stopów składa się z jednego dominującego pierwiastka z dodanymi mniejszymi ilościami innych, ale HEAs zawierają równe ilości każdego pierwiastka. Może to dać im imponujące właściwości, takie jak wysoki stosunek wytrzymałości do masy, moduł sprężystości rosnący wraz z temperaturą lub ultra wytrzymałość i ciągliwość.
W poprzedniej pracy naukowcy odkryli, że CrCoNi wykazuje wysoką wytrzymałość w niskich temperaturach wynoszących około -196 °C (-321 °F). W ramach nowego badania zespół zbadał, jak wytrzymałby jeszcze niższe temperatury -253 °C (-424 °F), w których hel występuje w postaci cieczy. I rzeczywiście, jego wytrzymałość osiągnęła nowy poziom w zapobieganiu rozprzestrzenianiu się pęknięć.
Wytrzymałość tego materiału w pobliżu temperatur ciekłego helu wynosi nawet 500 megapaskali pierwiastków kwadratowych. W tych samych jednostkach wytrzymałość kawałka krzemu wynosi jeden, aluminiowy płatowiec w samolotach pasażerskich wynosi około 35, a wytrzymałość niektórych z najlepszych stali wynosi około 100. Zatem 500 to oszałamiająca liczba.
powiedział Robert Ritchie, współprowadzący badania
Zwykle materiały stają się bardziej kruche w niższych temperaturach, więc zespół zbadał, w jaki sposób CrCoNi jest w stanie osiągnąć tak dobra wytrzymałość. Użyli kilku rodzajów mikroskopii, aby zbadać strukturę sieci krystalicznej stopu pod działaniem siły.
Okazuje się, że CrCoNi uzyskuje swoją chłodną wytrzymałość dzięki serii interakcji atomowych, które zachodzą w określonej kolejności. Niedoskonałości w kryształach są przemieszczane przez przyłożoną siłę, aż utworzą przeszkody, które działają w celu zwiększenia odporności na tę siłę. Ostatni etap procesu zmienia strukturę krystaliczną z sześciennej na heksagonalną.
Zespół twierdzi, że wytrzymałość materiału w obliczu niewiarygodnie niskich temperatur może sprawić, że będzie on przydatny w obiektach działających w ekstremalnych środowiskach, takich jak głęboka przestrzeń kosmiczna.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Narodowe Laboratorium Lawrence Berkeley | New Atlas
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.