ساخت و ثبت سخت‌ترین آلیاژ جهان

‌می‌متالز - محققان با ساخت یک آلیاژ ساده ادعا کرده اند که سخت‌ترین 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 می‌یافت.

به گزارش می‌متالز، 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 می‌تواند برخی از خواص چشمگیر مانند نسبت‌های 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 می‌دهد. برای مطالعه جدید، این تیم پژوهشی بررسی کرد که چگونه این ماده می‌تواند 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 شکننده‌تر می‌شوند، 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.

ریچی در انتها می‌گوید: به نظر می‌رسد این آلیاژ از طریق یک سری از فعل و انفعالات اتمی که در یک توالی خاص اتفاق می‌افتد، سختی خود را در دمای پایین تامین می‌کند.

نواقص موجود در کریستال‌ها توسط نیروی کاربردی جابجا می‌شوند تا زمانی که موانعی ایجاد کنند که برای افزایش مقاومت در برابر آن نیروی عمل می‌کنند. این آخرین مرحله از فرآیند، ساختار کریستال را از مکعب به شش ضلعی تغییر می‌دهد. این تیم تحقیقاتی می‌گوید که سختی این ماده در مواجهه با دمای فوق العاده سرد می‌تواند آن را برای ساخت اشیاء که در محیط‌های خیلی سرد مصرف دارند، مورد استفاده قرار دهد.
شرح کامل این تحقیق جذاب در آخرین شماره مجله Science منتشر شده است.

منبع: آخرین خبر