Джерело: www.unian.ua
Спеціальний температурний режим може підвищити міцність сплаву удвічі.
Автори нагадують, що сучасна промисловість широко використовує металеві сплави – від авіаційної техніки до звичайних столових приборів. Традиційно дослідники намагалися покращити їхні властивості, змінюючи хімічний склад або технологію обробки. Однак нова робота пропонує інший підхід.
Після короткого етапу плавлення за високої температури вчені охолодили сплав до порівняно низької температури 550 °C і витримували його від кількох годин до кількох діб. Саме така контрольована термічна обробка дала змогу атомам самостійно сформувати впорядковану структуру з дрібніших і щільніше розташованих зерен.
“Наша робота свідчить, що те, як атоми організовуються під час виробництва, може бути не менш важливим”, – пояснив матеріалознавець Цзянь-Фен Ні з Університету Монаша в Австралії.
Для експерименту дослідники поєднали п’ять металів: гафній, ніобій, тантал, титан і цирконій. Найкращого результату вдалося досягти приблизно через 32 години нагрівання. Отриманий так званий тугоплавкий високоентропійний сплав виявився удвічі міцнішим за сталь, утричі міцнішим за алюміній і приблизно вдвічі перевершив аналогічний сплав, виготовлений традиційним способом.
Як розповідають автори роботи, ретельний контроль процесу дозволив сформувати практично бездефектну внутрішню структуру металу. Саме відсутність порожнин і дефектів між зернами забезпечила виняткові механічні властивості матеріалу. Під час випробувань сплав продемонстрував межу текучості при стискуванні понад два гігапаскалі, водночас зберігши пластичність, тобто здатність деформуватися без руйнування.
“Завдяки ретельному контролю того, як атоми організовуються під час обробки, ми змогли створити високо зв’язану структуру з винятковою міцністю та стабільністю”, – зазначив матеріалознавець Юй Чжан із Чунцінського університету в Китаї.
На думку дослідників, запропонована технологія може відкрити нові можливості для створення матеріалів із характеристиками, які раніше вважалися недосяжними. Це потенційно дозволить виробляти ефективніші, дешевші та екологічніші сплави для авіакосмічної галузі, енергетики та інших сфер.
Попри обнадійливі результати, вчені наголошують, що дослідження лише розпочинає новий напрям. Наступним кроком стане з’ясування причин, через які атоми формують саме таку впорядковану структуру, що допоможе вдосконалити технологію та поширити її на інші типи металевих сплавів.
Інші новини наукиЯк писав УНІАН, австралійські науковці припускають, що критичний поріг глобального потепління у 1,5 °C міг бути перевищений ще у 2020 році. Їхні результати свідчать про підвищення температури на 1,7 °C від доіндустріального рівня, хоча частина експертів ставить під сумнів достовірність таких висновків.
Також ми розповідали, що у Німеччині вивчають можливість використання геотермальної енергії як альтернативи вугіллю. Це частина програми енергетичної трансформації, яка має забезпечити перехід від вугільної інфраструктури до екологічного теплопостачання.
Вас також можуть зацікавити новини:
- Росія продала Аляску за безцінь: через десятиліття США відкрили там багатства на мільярди
- Кореянки століттями використовували рисову воду для догляду за шкірою: що з’ясували вчені
- Легендарний зонд NASA прокинувся в космосі: що він побачив на краю Сонячної системи
