Ученые зафиксировали максимальную ударную вязкость у металлического сплава из хрома, кобальта и никеля. Этот сплав отличается высокой ковкостью и прочностью, которая увеличивается с понижением температуры.
При создании новых строительных материалов химики обращают большое внимание на две особенности. пластичности и прочностиИногда нужно искать баланс между прочностью и эластичностью. Например, металлическая пластина выдерживает меньше нагрузки, чем каменная плита, но при деформации она гнется и не разрушается, в то время как камень может треснуть и развалиться на части.
Группа американских учёных обнаружила новый сплав, который соединяет в себе пластичность и прочность, а при загустевании обе характеристики ещё больше усиливаются. химическим символам трех входящих в него металлов: хрома, кобальта и никеляВ отличие от многих других сплавов, каждый из трех металлов входит в состав CrCoNi с одинаковой долей, что, вероятно, обуславливает его необычные характеристики.
Ученые проверили ударную вязкостьСплав CrCoNi обладает способностью поглощать механическую энергию при деформации под воздействием ударной нагрузки даже при сверхнизких температурах, которые обычно делают даже лучшие виды стали хрупкими. При температуре 20 кельвинов (минус 253 градуса Цельсия) ударная вязкость CrCoNi достигала 500 мегапаскалей на метр. В тех же условиях ударная вязкость алюминиевого корпуса пассажирского самолета — около 35 мегапаскалей на метр, а некоторых лучших марок стали — всего около 100.
Исследователи начали эксперименты с CrCoNi и другими сплавами десять лет назад. Сначала охлаждали их до температуры жидкого азота (около 77 кельвинов или минус 193 градуса Цельсия), но потом, обнаружив высокую ударную вязкость сплава, продолжили охлаждение до температуры жидкого гелия. Изучая структуру сплава под микроскопом, исследователи поняли, что CrCoNi остается таким прочным благодаря изменениям в структуре. кристаллической решетки…которая впоследствии преобразуется из кубической в гексагональную.
Из-за дефицита кобальта и никеля, необходимых для аккумуляторов, массовый выпуск «суперсплава» маловероятен. Скорее всего, CrCoNi будет использоваться только в арктическом оборудовании или корпусах космических кораблей. Ученые стремятся изготовить подобный по прочности сплав из более доступных материалов. предупреждаютДо применения CrCoNi для пользы человечества пока остаётся большой путь.
Исследование опубликовано в журнале Science.