ساخت و ثبت سخت ترین آلیاژ جهان

به گزارش سیناپرس، محققان با ساخت یک آلیاژ ساده ادعا کرده اند که سخت ترین ماده ثبت شده تاکنون را به وجود آورده اند. در یک مطالعه جدید، تیمی به سرپرستی محققان در آزمایشگاه برکلی، آلیاژ را از طریق یک سری آزمایشات مورد بررسی قرار داده و نه تنها سختی باورنکردنی آن، بلکه قدرت و انعطاف پذیری بالایی را کشف کردند که بر خلاف مواد شناخته شده در واقع در دمای سردتر بهبود می یافت.

آلیاژ مورد نظر حاوی کروم، کبالت و نیکل (Crconi) بوده و متعلق به یک کلاس از فلزات به نام آلیاژهای آنتروپی بالا (HEAS) است. بیشتر آلیاژها از یک عنصر غالب با مقادیر کمتری از سایر موارد اضافه شده اند، اما آلیاژهای آنتروپی حاوی مقادیر مساوی از هر عنصر هستند. این موضوع می تواند برخی از خواص چشمگیر مانند نسبت های قدرت بالا به وزن، خاصیت کش سانی یا استحکام و انعطاف پذیری فوق العاده بالا به آنها بخشد.  

در مطالعات قبلی، محققان دریافتند که آلیاژ مورد نظر در دمای پایین حدود -۱۹۶ درجه سانتیگراد قدرت و مقاومت بالایی را نشان می دهد. برای مطالعه جدید، این تیم پژوهشی بررسی کرد که چگونه این ماده می تواند در دمای سردتر -۲۵۳ درجه سانتیگراد نگه داشته شود که در آن هلیوم به صورت مایع وجود دارد.

رابرت ریچی (Robert Ritchie) محقق ارشد این مطالعه گفت: مقاومت این ماده در نزدیکی دمای هلیوم مایع به اندازه ۵۰۰ مگاپاسکال بر متر مربع است. در همان مقیاس، سختی یک قطعه سیلیکون یک است، قاب آلومینیومی در هواپیماهای مسافربری حدود ۳۵ و سختی برخی از بهترین فولادها در حدود ۱۰۰ است. بنابراین ، ۵۰۰ یک میزان مقاومت حیرت انگیز است.

به گفته محققان، به طور معمول، مواد در دمای سردتر شکننده تر می شوند، بنابراین این تیم تحقیقاتی بررسی کردند که چگونه این آلیاژ قادر به حفظ یکپارچگی خوب خود در دمای خیلی پایین بود. پژوهشگران از چندین نوع میکروسکوپ برای بررسی ساختار شبکه کریستالی آلیاژ تحت فشار استفاده کردند.

به گزارش سیناپرس، ریچی در انتها می گوید: به نظر می رسد این آلیاژ از طریق یک سری از فعل و انفعالات اتمی که در یک توالی خاص اتفاق می افتد، سختی خود را در دمای پایین تامین می کند.

به گزارش سیناپرس، نواقص موجود در کریستال ها توسط نیروی کاربردی جابجا می شوند تا زمانی که موانعی ایجاد کنند که برای افزایش مقاومت در برابر آن نیروی عمل می کنند. این آخرین مرحله از فرآیند، ساختار کریستال را از مکعب به شش ضلعی تغییر می دهد. این تیم تحقیقاتی می گوید که سختی این ماده در مواجهه با دمای فوق العاده سرد می تواند آن را برای ساخت اشیاء که در محیط های خیلی سرد مصرف دارند، مورد استفاده قرار دهد.

شرح کامل این تحقیق جذاب در آخرین شماره مجله Science منتشر شده است.

مترجم: مهدی فلاحی پناه

No tags for this post.