Американські вчені створили найміцніший матеріал у світі – повідомляється в журналі “Science”. Їхній сплав відомих металів: хрому, кобальту та нікелю виявився найміцнішим матеріалом, відомим науці. Крім того, його властивості покращуються безпрецедентним чином при дуже низьких температурах, що може зробити новий сплав безцінним у дослідженні космосу.
Про відкриття вчених Національної лабораторії імені Лоуренса Берклі та Оук-Ріджської національної лабораторії 8 грудня повідомив журнал «Science», а в наступні дні цю тему висвітлювали американські ЗМІ. Використовувані в даний час сплави хром-кобальт-нікель (CrCoNi) містять велику кількість одного елемента з меншою кількістю двох інших. Між тим, саме сплав цих трьох елементів у рівних пропорціях виявився найміцнішим.
Найміцніший матеріал
Міцність нового сплаву CrCoNi виявилася значно вищою, ніж у всіх інших матеріалів, випробуваних досі, зазначає Роберт Річі з Каліфорнійського університету в Берклі, один із співавторів дослідження. – Міцність цього матеріалу поблизу температури рідкого гелію (20 кельвінів – або мінус 253 градуси за Цельсієм – ред.) становить аж 500 мегапаскалів. У тих самих одиницях один шматок кремнію дорівнює приблизно 1, аерокосмічного алюмінію – приблизно 35, а міцність деяких найкращих сталей – приблизно 100. Таким чином, 500 – це приголомшлива цифра, зазначає Річі.
Сплав хрому, кобальту та нікелю, описаний дослідниками, окрім найвищої зафіксованої міцності, також характеризується високою пластичністю, тобто сприйнятливістю до формування, що має вирішальне значення для його практичного використання. Більше того, він демонструє ще одну незвичайну властивість. Зазвичай охолоджена сталь тріскається легше – у випадку зі сплавом, описаним у «Науці», все навпаки. При дуже низьких температурах CrCoNi підвищує свою пластичність і міцність, що робить його менш сприйнятливим до роздавлювання, а також більш пластичним і стійким до остаточної деформації.
Здається, що саме змішування трьох елементів у рівних кількостях зробило цей матеріал одночасно високою міцністю та пластичним під навантаженням. – Коли ви проектуєте конструкційний матеріал, ви хочете, щоб він був міцним, але також пластичним і стійким до поломок. Зазвичай це компроміс між цими властивостями. Але цей матеріал має і те, і інше, і замість того, щоб кришитися при низьких температурах, він стає міцнішим, каже доцент Університету Теннессі Еасо Джордж, який є одним із керівників проекту.
ДИВІТЬСЯ ТАКОЖ: На Марсі може бути більше органічних сполук, ніж ми думали. ШЕРЛОК відкрив їх
Майбутні дослідження металевих сплавів
CrCoNi належить до групи HEA сплавів, які характеризуються високою ентропією (невпорядковане розташування та розсіяна енергія). Хоча подібні матеріали були отримані 20 років тому, на той час ще не було технології, яка б дозволяла проводити їх ретельне дослідження при екстремально низьких температурах, як це було у випадку CrCoNi. Зараз група вчених планує розширити дослідження HEA. Вчені мають намір перевірити, чи можуть за правильних умов сплави, виготовлені з більш дешевих і доступних металів, також демонструвати властивості, подібні до CrCoNi.
Хоча практичному використанню відкритого дослідниками сплаву має передувати серія комплексних випробувань, вчені вже вказують на його можливі застосування. За словами Еасо Джорджа, у майбутньому CrCoNi можна буде використовувати, серед іншого, у в космосі. Екстремальні умови навколишнього середовища, що панують у космосі, на чолі з дуже низькими температурами, можуть зруйнувати традиційні металеві сплави, тоді як CrCoNi має стати ще кращим у них.
ДИВІТЬСЯ ТАКОЖ: Міжконтинентальний телескоп вивчатиме походження Всесвіту. Розпочато будівництво наукового мегапроекту
Основне джерело фото: Shutterstock
