Mocniejsze metale dzięki obszarom granicznym

Zespół z Brown University we współpracy z Chińską Akademią Nauk odkrył nowy sposób na wykorzystanie nanotwins – liniowych obszarów granicznych w metalowej sieci atomowej. Charakteryzują się one identycznymi krystalicznymi strukturami po obu stronach. Wykazali oni, że zróżnicowanie odstępów między nimi poprawia wytrzymałość materiału. Ta technologia ma doprowadzić do stworzenia mocniejszych metali.

Zdaniem profesora Huajian Gao, współautora, badania mogą stworzyć podwaliny pod nowe techniki wytwarzania materiałów o wysokiej jakości. "Ta praca dotyczy tego, co jest znane jako materiał gradientowy, czyli taki, w którym występuje stopniowa zmiana w jego wewnętrznym składzie" - powiedział.

Naukowcy wykazali, że już same nanotwins poprawiają wydajność materiału. W swoim badaniu Gao i jego współpracownicy utworzyli próbki miedzi przy użyciu czterech różnych komponentów, z których każdy ma różne granice nanotwins. Naukowcy przetestowali wytrzymałość każdej próbki złożonej, a także wytrzymałość każdego z czterech składników.

Okazało się, że wszystkie kompozyty były mocniejsze niż średnia wytrzymałość czterech komponentów, z których zostały wykonane. Co więcej, jeden z nich był rzeczywiście silniejszy niż najsilniejszy z jego składników. Profesor Gao wyjaśnił: "Aby to zobrazować na przykładzie: uważamy, że łańcuch jest tak silny, jak jego najsłabsze ogniwo. Ale tutaj mamy sytuację, w której nasz łańcuch jest silniejszy niż jego najsilniejszy składnik, co jest naprawdę niesamowite".

(KB)