14:39
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii descoperă lichefierea spontană a interfețelor metal solid-metal lichid în aliaje binare coloidale

_ Cercetătorii descoperă lichefierea spontană a metalului solid– interfețe de metal lichid în aliaje binare coloidale

Granița dintre metalul solid și metalul lichid poate fi mult mai puțin „solidă” decât am bănuit vreodată. Cercetătorii RMIT au descoperit că granița lichid-solid poate fluctua înainte și înapoi, atomii metalici din apropierea suprafeței eliberându-se de rețeaua lor cristalină.

Observând o masă metal-aliaj care se solidifică într-o mare de metal lichid, echipa a reușit să observe un fenomen interesant, nemaivăzut până acum: metalul de suprafață trece dintr-o stare solidă într-o stare lichidă și înapoi.

Spre deosebire de ceea ce este cunoscut sub denumirea de pre-topire, acest fenomen a avut loc la temperaturi neașteptat de scăzute, cu mult sub temperatura de topire a metalului solid (de exemplu, 200°C sub lichidus).

Fenomenul are loc și la o adâncime mult mai mare decât se anticipa în metalul solid, până la 100 de atomi în adâncime și s-a văzut că va continua timp de câteva zile.

Pe lângă faptul că este o nouă descoperire fundamentală interesantă despre chimia metalelor solide și lichide, există o potențială aplicație în cele din urmă oriunde sunt utilizate aliajele metalice. Studiul este publicat în Advanced Science.

În configurația experimentală, o masă metal-aliaj solidă (cristalină) se formează în (sau precipită din) un ocean de metal lichid din jur, un proces comun în sintetizarea aliajelor metalice. .

De exemplu, o pepiță de aliaj de galiu-cupru poate precipita și crește într-o mare de galiu lichid pe măsură ce se răcește la temperatura camerei, ușor sub temperatura de topire a galiului (30°C), dar cu mult sub temperatura de topire a aliajului Cu–Ga (256°C).

(Fenomenul de suprafață fluctuantă recent observat a avut loc în toate sistemele metalice testate de echipa RMIT, dar este deosebit de bine definit în sistem cupru-galiu.)

În ciuda omniprezentei procesului de aliere lichid-metal, în mod surprinzător se știe puțin despre chimia de suprafață crucială a procesului, datorită naturii opace a băii de metal lichid.

Pentru a rezolva această provocare, echipa de la RMIT a fotografiat direct fenomenele de suprafață ale masei galiu-cupru folosind un microscop electronic cu transmisie (TEM), care permite pătrunderea băii de metal lichid și rezoluții până la o scară nanometrică. .

La această scară, se poate observa că suprafața aliajului solid fluctuează între faza solidă și cea lichidă, cu o rată de câteva ori pe secundă și la o adâncime de aproximativ 10 nm sau 50 nm. până la 100 de atomi.

„Această fluctuație a suprafeței metalului solid între fazele solide și lichide a fost complet neașteptată”, spune autorul principal Caiden Parker, „deoarece întregul sistem a fost menținut la condițiile apropiate de temperatura camerei. ."

"Oceanul de galiu lichid a fost cu peste 200°C mai rece decât punctul de topire al aliajului Cu-Ga. Nu s-ar fi părut niciun motiv posibil pentru ca suprafața sa să revină în continuare la forma lichidă”, spune Caiden, care este candidat la doctoratul FLEET la RMIT.

În videoclip, cristalinul Cu–Ga aliajul este identificabil din structura obișnuită a rețelei, care apare ca dungi diagonale. Zona gri înconjurătoare este galiu lichid și nu spațiu gol.

"Straturile exterioare ale unui aliaj de metal solid sunt surprinzător de instabile atunci când sunt plasate în interiorul unui aliaj. mediu lichid-metal, la adâncimea de câțiva nanometri, care fluctuează între starea cristalină și cea lichidă”, spune liderul echipei și autorul corespondent, profesorul Torben Daeneke (de asemenea, la RMIT).

Această lichefiere a interfeței cu cristale este observată la temperaturi remarcabil de scăzute (200°C sub punctul de topire al solidului), diferențiind fenomenul de lichefiere observat de alte procese, cum ar fi pre-topirea la suprafață sau topirea în vrac convențională.

Interfața cristalină extrem de instabilă este observată într-o varietate de sisteme de aliaje binare și, ca atare, descoperirile pot avea un impact asupra înțelegerii proceselor de cristalizare și solidificare în sistemele metalice și aliajele în general.

Structura cristalină conține atât atomi de metal „soluți” (adică, cupru), cât și atomi de metal „solvent” (galiu), formând astfel un compus (CuGa2). Procesul de lichefiere a suprafeței începe prin pierderea unora dintre atomii de metal solvent înapoi în lichidul înconjurător.

Cercetătorii au efectuat modelare dinamică moleculară pentru a înțelege fluidizarea suprafeței observată.

Modelarea dezvăluie că la suprafața lichid-solidă, unii atomi de solvenți (galiu) vor scăpa din structura solidă, deoarece această scăpare este similară energetic cu rămânerea pe loc, adică o proporție din atomii de Ga de suprafață posedă suficientă energie pentru a scăpa de rețeaua cristalină. /p>

Această „scăpare” a atomilor creează un loc liber la suprafață, creând în cele din urmă o instabilitate care duce la colapsul rețelei, determinând retragerea graniței lichid-solid în interior, în solid.

După aceasta, lichidul devine suprasaturat în solut (cuprul), forțând lichidul din jur să se lege din nou cu rețeaua cristalină. Acest lucru face ca granița lichid-solid să avanseze din nou în exterior, înapoi în lichid.

Rezultatul este că limita lichid-solid oscilează înapoi și înainte într-un interval de timp de aproximativ o jumătate de secundă.

În videoclipul modelului molecular, atomii de galiu sunt reprezentați în două culori: sferele gri reprezintă atomii de galiu care încep perioada modelată fiind legați în rețeaua cristalină CuGa2. Sferele de culoare gri închis reprezintă atomi de galiu care încep perioada modelată ca mișcându-se liber în oceanul lichid din jur.

Videoclipul arată o fracțiune de nanosecundă în timpul primei faze a procesului, când granița se deplasează spre interior sub formă de cristal. -atomii legați scapă pentru a se alătura lichidului din jur.

Pe măsură ce modelul rulează, atomii gri (adică atomii de galiu legați inițial) scapă din rețeaua cristalină pentru a pluti într-un ocean de gri închis (galiul lichid din jur). ). După un timp scurt (câteva sute de picosecunde), atomii violet (adică atomii de cupru) încep și ei să se disloce din rețea.

Oportunități pentru cercetări ulterioare și aplicații viitoare interesante

„Sperăm că această descoperire va deschide o nouă înțelegere a modului în care se comportă metalele, pentru crearea de noi oportunități de cercetare, aplicare în noi procese de aliaje, lipire și procese îmbunătățite de fabricație aditivă (imprimare 3D).

Cristalizarea aliajelor dintr-un starea topită este un proces metalurgic fundamental, iar autorii cred că fluctuația solid-lichid a suprafeței cristalului va avea loc de fiecare dată când are loc cristalizarea.

„De aceea este atât de interesant”, spune Torben procesul de aliere este atât de răspândit și atât de important în crearea materialelor care susțin industria modernă, dar nimeni nu știa că se întâmplă acest lucru. Acum, că am descoperit că această fluctuație are loc la suprafața aliajelor solide pe măsură ce se formează, alți cercetători în chimia metalelor vor dori să exploreze acest lucru în continuare.”

Și cu o înțelegere fundamentală îmbunătățită în continuare a procesului de aliaj. cristalizare, este foarte probabil ca acest fenomen nou descoperit să-și găsească o aplicație.

Procesul de solidificare în sinteza aliajelor metalice este crucial, dictând proprietățile fizice, chimice și mecanice finale, toate profund afectate de finalul Structura cristalină, dimensiunea și forma.

„Nu putem ști încă la ce aplicații ar putea duce acest lucru în cele din urmă”, spune Caiden „Nu știm dacă cineva va folosi această nouă înțelegere pentru a sintetiza aliaje îmbunătățite , sau pentru a reduce consumul de energie în crearea aliajelor, sau cine știe ce."


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Primele limbi ale Americii de Nord se regăsesc în două grupuri de limbi foarte diferite din Siberia

_ Bărbat de 50 de ani, arestat preventiv pentru tentativă de viol

_ Sursă britanică: Ucraina este pe cale să exporte toate cerealele din recolta 2023

_ Momentul nepotrivit: cum provoacă schimbările climatice migrația păsărilor

_ Reamaniere la vârful armatei ruse: Marina rusă, Flota Nordului și Flota Mării Negre au șefi noi

_ Dezvăluit: ADEVĂRATUL motiv pentru care Kanye West „o obligă” pe Bianca Censori să poarte ținute cu rating X într-un „spectacol de ciudați călători” (și fosta Kim nu va fi impresionată)

_ Parliament establishes inquiry committee 'to investigate real estate mafia'

_ Se pregătește un armistițiu între Israel și Hamas - Anunțul făcut de Abdel Fattah al-Sissi

_ Sabalenka, a doua favorită, se califică în turul trei la Madrid

_ În Japonia, toţi cetăţenii ar putea avea acelaşi nume de familie. Predicţia unui studiu

_ Pl�ngere privind drepturile civile depusă �n legătură cu angajamentul �Excelența neagră� �n școlile din Denver

_ Care români pot ieşi la pensie la 60 de ani. Ministrul Muncii: Fără nicio penalitate. Este o noutate în lege

_ Rareș Bogdan iese tare după ce Nicolae Ciucă a fost surprins la negocieri: Sebastian Burduja e candidatul PNL la Primăria Capitalei

_ Nepoata lui El Chapo „se ia pe străzile Londrei” și pleacă la vânătoarea de monștri din Loch Ness în Scoția, în timpul turneului de petrecere în Europa, în timp ce regele drogurilor ispășește închisoarea pe viață în închisoarea supermax din Colorado

_ Youcef Atal nu mai este suspendat de OGC Nice: Jucătorul a fost condamnat în ianuarie la închisoare cu suspendare pentru un mesaj de ură legat de evrei

_ Iohannis, mesaj de condoleanțe transmis președintelui din Chile după incendiile devastatoare

_ Ciobanescul german care a fugit de acasa si a facut o baie de 4 mile peste noapte in mare este salvat de RNLI dupa ce a fost vazut pe stanci

_ Concursul de kiwi Dixon câștigă Marele Premiu IndyCar Long Beach

_ Ciucă, răspunsuri fulger înainte de ședința coaliției. Ce spune despre comasare și o rotație a președinților

_ UE va elimina sancţiunile împotriva a doi ruşi şi un slovac

_ Regina Maxima a Țărilor de Jos înfruntă vântul într-o rochie foarte atrăgătoare în timp ce se alătură unui curs de limba olandeză

_ Negocierile privind tratatul global de plastic vor fi reluate în Canada

_ Alertă alimentară majoră. Bucăţi de sticlă, descoperite într-un borcan cu zacuscă produsă în România

_ Judecătorii europeni se vor pronunța asupra Gibraltarului: Acordul privind Brexit va însemna că Rockul va trebui să respecte regulile UE pentru a liniști Spania, recunosc miniștrii britanici

_ Percheziţii în România într-un dosar de furturi de aparatură stomatologică în Franţa

_ Să fim clari la ceea ce asistăm: terorişti, nu luptători pentru libertate

_ Un nou caz de corupţie în sănătate. Doi angajaţi ai Spitalului de Pneumoftiziologie Bacău, trimişi în judecată pentru luare de mită

_ Makoto Hasebe (Eintracht) se va retrage la sfârşitul acestui sezon

_ Președintele Venezuelei propune închisoare pe viață pentru trădare și corupție

_ Este articolul TĂU de lux preferat pe lista cu succes a articolelor vizate de hoți? Cum țintesc bandele paltoanele Canada Goose, bicicletele Brompton, ceasurile Rolex și AirPod-urile

_ Aproximativ 2.000 de militari străini pentru a consolida securitatea în timpul Jocurilor Olimpice de la Paris

_ L-am văzut pe soțul meu care alerga la maraton de 30 de ani murind în agonie după ce a fost diagnosticat cu cancer incurabil - este crud să-i lași pe alții să sufere așa cum a făcut el

_ Prin creșterea celulelor animale în boabele de orez, oamenii de știință oferă alimente hibride

_ Demenţa poate fi depistată cu un deceniu înainte de diagnosticul oficial. Un test de sânge identifică "markerii biologici"

_ Bursa zvonurilor: Monica Bîrlădeanu și Valeriu Gheorghiță se pregătesc de nuntă - Dana Budeanu face dezvăluiri intime!

_ Americanii aruncă în aer relațiile cu Beijingul, chiar înaintea unei vizite cruciale în China

_ Israelul a atacat Iranul în cursul nopţii - surse

_ Legislatorii americani au decis să interzică steagurile Pride peste ambasade

_ ȘOC: Reporter arestat după ce a dezvăluit �Cea mai mare schemă de spălare a banilor din istoria țării�

_ Se produc probleme la Tesla? Firmele de vehicule electrice întreabă managerii care locuri de muncă sunt critice pe fondul temerilor de concediere

_ Fiul unui aristocrat care a țintit „șoferii răi”, izbindu-se în mod deliberat de nouă mașini pe o autostradă aglomerată la 130 mph, în timp ce consumat de cocaină și canabis este închis pentru șase ani

_ Ultimă oră – Meteorologii au emis cod galben de vreme rea: ninsori viscolite și vânt puternic în mare parte din țară

_ Horoscop astăzi: Ghid zilnic despre ceea ce îți rezervă stelele - 5 februarie 2024

_ Elementele de bază ale vieții sunt surprinzător de stabile în condiții asemănătoare lui Venus: Studiu

_ Femeile psihopate își ascund boala extrem de bine: Unicul detaliu care le dă de gol de fiecare dată

_ Armata lui Putin foloseşte ilegal satelitul lui Musk pentru a bombarda civili ucraineni. Cum funcţionează reţeaua

_ NFL Bills semnează campionul olimpic de lupte la Tokyo Steveson

_ Peste 214.000 vehicule confiscate de forțele de poliție anul trecut - iată ce se întâmplă cu vehiculele în continuare

_ Premierul belgian denunță oferta „inacceptabilă” a primarului Bruxelles-ului de a interzice conferința politică de dreapta la care au participat Nigel Farage și Suella Braverman ca intrare în baricada poliției și de a ține „ostatici” participanții

_ Tony Silva este noul antrenor al echipei Poli Iaşi

_ Un produs extrem de iubit de români devine marcă protejată a Uniunii Europene: S-au demarat procedurile

_ Studiul constată că o narațiune puternică poate conduce la acțiunile politice și la schimbarea culturală

_ China a convocat un diplomat japonez din cauza comentariilor negative la un summit

_ Rebelii houthi ar fi atact o navă de război americană

_ Geri Halliwell este alături de bărbatul ei: Spice Girl dă un spectacol curajos în timp ce apare mână în mână cu soțul sub foc, Christian Horner, la Marele Premiu al Bahrain, în semn de solidaritate după scandalul de mesaje text scurse

_ Serviciile secrete americane au dezvăluit cine e Păpușarul din spatele Houthi

_ Miresa țepuită de Florin Salam a explodat: Am avut un șoc! L-am dat în judecată de doi ani de zile!

_ Astronomii observă 18 găuri negre înghițind stelele din apropiere

_ Comitetul UE adoptă Pactul privind Migrația numit „Planul Soros” – va duce la un val masiv de migranți care invadează frontierele UE

_ Diamante cultivate în laborator vs pietre prețioase extrase - puteți observa diferența?


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15

Nr. de articole la aceasta sectiune: 878, afisate in 15 pagini.