Ερευνητές δημιούργησαν μέταλλο ισχυρότερο από το ατσάλι που δεν σπάει εύκολα

Ένα σημαντικό πρόβλημα στη μηχανική των υλικών είναι ότι η αυξημένη αντοχή συχνά συνοδεύεται από μεγαλύτερη ευθραυστότητα. Ερευνητές του Πανεπιστημίου Purdue στις ΗΠΑ υποστηρίζουν ότι κατάφεραν να περιορίσουν αυτόν τον συμβιβασμό, δημιουργώντας ένα κράμα πολύ ισχυρότερο από το δομικό ατσάλι, το οποίο παράλληλα μπορεί να παραμορφώνεται χωρίς να θρυμματίζεται.

Το υλικό, γνωστό ως CoAl, αποτελείται από κοβάλτιο και αλουμίνιο και ανήκει στις διαμεταλλικές ενώσεις. Τέτοια υλικά παρουσιάζουν εξαιρετική αντοχή, ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες, γεγονός που τα καθιστά ενδιαφέροντα για εφαρμογές σε κινητήρες αεροσκαφών, τουρμπίνες και ενεργειακά συστήματα. Ωστόσο, πολλά από αυτά είναι ιδιαίτερα εύθραυστα σε θερμοκρασία δωματίου και σπάνε απότομα όταν ξεπεραστεί το όριο αντοχής τους.

Οι ατέλειες που αυξάνουν την αντοχή

Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Science Advances, οι ερευνητές του Purdue τροποποίησαν την εσωτερική δομή του CoAl σε ατομικό επίπεδο. Δημιούργησαν εσκεμμένα μικροσκοπικές ατέλειες, οι οποίες λειτουργούν σαν «βαλβίδες ασφαλείας», επιτρέποντας στο υλικό να απορροφά μέρος της πίεσης και να παραμορφώνεται ελεγχόμενα αντί να σπάει ξαφνικά.

Η ιδιότητα αυτή θα μπορούσε να έχει ιδιαίτερη σημασία για απαιτητικές εφαρμογές, όπως τα πτερύγια αεροπορικών τουρμπίνων. Ισχυρότερα και πιο ανθεκτικά υλικά θα μπορούσαν να επιτρέψουν τη λειτουργία κινητήρων σε υψηλότερες ταχύτητες και την αντοχή τους σε μεγαλύτερες φυγόκεντρες δυνάμεις.

Το κράμα κατασκευάστηκε σε εξαιρετικά λεπτές στρώσεις, με τεχνική εναπόθεσης των στοιχείων από ατμό πάνω σε επιφάνεια, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ελέγξουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την εσωτερική του δομή.

Προς το παρόν, το CoAl παραμένει εργαστηριακό υλικό. Οι ερευνητές θα πρέπει να διαπιστώσουν αν η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγαλύτερα εξαρτήματα και να καταστεί οικονομικά βιώσιμη για μαζική παραγωγή. Παράλληλα, σχεδιάζουν να δοκιμάσουν την προσέγγιση και σε άλλα κράματα, με στόχο τη δημιουργία υλικών που συνδυάζουν εξαιρετική αντοχή και ευκαμψία.

Διαβάστε επίσης 

Meta: Νέα «καμπάνα» 567 εκατ. δολαρίων -Τα νέα μέτρα στο Facebook και... πού θα πάνε αυτά τα λεφτά

Τα δύο σημεία στίξης που μπορεί να «προδίδουν» ένα κείμενο γραμμένο με AI