15:32
Comentarii Adauga Comentariu

_ Salutați cel mai dur material de pe Pământ

_ Salutați la cel mai dur material de pe Pământ

Oamenii de știință au măsurat cea mai mare duritate înregistrată vreodată, a oricărui material, în timp ce investighează un aliaj metalic format din crom, cobalt și nichel (CrCoNi). Nu numai că metalul este extrem de ductil – ceea ce, în știința materialelor, înseamnă foarte maleabil – și impresionant de puternic (ceea ce înseamnă că rezistă la deformarea permanentă), rezistența și ductilitatea sa se îmbunătățesc pe măsură ce devine mai rece. Acest lucru este în contradicție cu majoritatea celorlalte materiale existente.

Echipa, condusă de cercetători de la Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) și Oak Ridge National Laboratory, a publicat un studiu care descrie descoperirile lor record în Science.

„Când proiectați materiale structurale, doriți ca acestea să fie puternice, dar și ductile și rezistente la rupere”, a declarat co-conducătorul proiectului Easo George, Președintele Guvernatorului pentru Teoria și Dezvoltarea Avansată a Aliajelor la ORNL și Universitatea din Tennessee. „De obicei, este un compromis între aceste proprietăți. Dar acest material este ambele și, în loc să devină fragil la temperaturi scăzute, devine mai dur.”

CrCoNi este un subset al unei clase de metale numite aliaje cu entropie ridicată. (HEA). Toate aliajele utilizate astăzi conțin o proporție mare de un element cu cantități mai mici de elemente suplimentare adăugate, dar HEA-urile sunt făcute dintr-un amestec egal al fiecărui element constitutiv.

Aceste rețete atomice echilibrate par să ofere o parte din aceste materiale cu o combinație extraordinar de mare de rezistență și ductilitate atunci când sunt solicitate, care împreună alcătuiesc ceea ce se numește „rezistență”. HEA au fost un domeniu fierbinte de cercetare de când au fost dezvoltate pentru prima dată în urmă cu aproximativ 20 de ani, dar tehnologia necesară pentru a împinge materialele la limitele lor în teste extreme nu a fost disponibilă până de curând.

„Rezistența acestui lucru. materialul în apropierea temperaturii heliului lichid (20 Kelvin, -424 Fahrenheit) este de până la 500 megapascali metri pătrați rădăcină.În aceleași unități, duritatea unei bucăți de siliciu este de unu, corpul de aluminiu din avioanele de pasageri este de aproximativ 35 , iar tenacitatea unora dintre cele mai bune oțeluri este de aproximativ 100. Deci, 500, este un număr uimitor”, a declarat co-liderul de cercetare Robert Ritchie, un om de știință senior al Facultății din Berkeley Lab’s Materials Sciences Division și Chua Professor of Engineering la UC Berkeley.< /p>

Ritchie și George au început să experimenteze cu CrCoNi și un alt aliaj care conține și mangan și fier (CrMnFeCoNi) cu aproape un deceniu în urmă. Au creat mostre de aliaje, apoi au scăzut materialele la temperaturi de azot lichid (aproximativ 77 Kelvin, sau -321 F) și au descoperit rezistență și duritate impresionante.

Au dorit imediat să-și continue munca cu teste la lichid. intervalele de temperatură ale heliului, dar găsirea de facilități care să permită testarea probelor de stres într-un mediu atât de rece și recrutarea membrilor echipei cu instrumentele analitice și experiența necesare pentru a analiza ceea ce se întâmplă în material la nivel atomic a durat următorii 10 ani. Din fericire, rezultatele au meritat așteptarea.

Privirea în cristal

Multe substanțe solide, inclusiv metale, există într-o formă cristalină caracterizată printr-un model atomic 3-D repetat, numit o celulă unitară, care alcătuiește o structură mai mare numită rețea. Rezistența și tenacitatea materialului, sau lipsa acestora, provin din proprietățile fizice ale rețelei.

Nici un cristal nu este perfect, astfel încât celulele unitare dintr-un material vor conține inevitabil „defecte”, un exemplu proeminent fiind dislocațiile— limitele unde zăbrelele neformate se întâlnesc cu zăbrelele deformate. Când se aplică forță materialului - gândiți-vă, de exemplu, la îndoirea unei linguri de metal - schimbarea formei este realizată prin mișcarea dislocațiilor prin rețea.

Cu cât se mișcă mai ușor luxațiile, cu atât materialul este mai moale. Dar dacă mișcarea dislocațiilor este blocată de obstacole sub formă de neregularități ale rețelei, atunci este necesară mai multă forță pentru a deplasa atomii din dislocație, iar materialul devine mai puternic. Pe de altă parte, obstacolele fac de obicei materialul mai fragil – predispus la crăpare.

Folosind difracția cu neutroni, difracția cu retroîmprăștiere a electronilor și microscopia electronică de transmisie, Ritchie, George și colegii lor de la Berkeley Lab, Universitatea din Bristol, Rutherford Appleton Laboratory și Universitatea din New South Wales au examinat structurile reticulate ale probelor de CrCoNi care au fost fracturate la temperatura camerei și la 20 K. (Pentru măsurarea rezistenței și a ductilității, un eșantion de metal pur este tras până se fracturează, în timp ce pentru testele de rezistență la rupere, o fisură ascuțită este introdusă în mod intenționat în probă înainte de a fi trasă și apoi se măsoară stresul necesar pentru a crește fisura.)

Imaginile și hărțile atomice generate din aceste tehnici au arătat că Duritatea aliajului se datorează unui trio de obstacole de dislocare care intră în vigoare într-o anumită ordine atunci când se aplică forță asupra materialului. În primul rând, dislocațiile în mișcare fac ca zonele cristalului să alunece departe de alte zone care se află pe planuri paralele.

Această mișcare deplasează straturi de celule unitare, astfel încât modelul lor nu se mai potrivește în direcția perpendiculară pe alunecarea. mișcare, creând un tip de obstacol. O forță suplimentară asupra metalului creează un fenomen numit nanotwinning, în care zonele rețelei formează o simetrie în oglindă cu o limită între ele.

În sfârșit, dacă forțele continuă să acționeze asupra metalului, energia fiind introdusă în sistemul schimbă aranjamentul celulelor unitare în sine, atomii de CrCoNi trecând de la un cristal cubic centrat pe față la un alt aranjament cunoscut sub numele de împachetare strânsă hexagonală.

Această secvență de interacțiuni atomice asigură că metalul continuă să curgă, dar continuă să întâlnească o nouă rezistență de la obstacole cu mult peste punctul în care majoritatea materialelor se rup de la efort. „Deci, pe măsură ce îl trageți, pornește primul mecanism, apoi pornește al doilea, apoi pornește al treilea și apoi al patrulea”, a explicat Ritchie.

„Acum, mulți oameni vor spune, ei bine, am văzut nanotwinning în materiale obișnuite, am văzut alunecare în materiale obișnuite. Este adevărat. Nu este nimic nou în asta, dar faptul că toate apar în această secvență magică este ceea ce ne oferă aceste proprietăți cu adevărat extraordinare. „

Noile descoperiri ale echipei, luate împreună cu alte lucrări recente privind HEA, pot forța comunitatea științei materialelor să reconsidere noțiunile de lungă durată despre modul în care caracteristicile fizice dau naștere performanței. „Este amuzant pentru că metalurgiștii spun că structura unui material îi definește proprietățile, dar structura NiCoCr este cea mai simplă pe care ți-o poți imagina — sunt doar granule”, a spus Ritchie.

„Cu toate acestea, atunci când te deformezi. aceasta, structura devine foarte complicată, iar această schimbare ajută la explicarea rezistenței sale excepționale la fractură”, a adăugat coautorul Andrew Minor, director al centrului național de microscopie electronică a Molecular Foundry de la Berkeley Lab și profesor de știință și inginerie a materialelor. la UC Berkeley.

„Am reușit să vizualizăm această transformare neașteptată datorită dezvoltării unor detectoare de electroni rapide în microscoapele noastre electronice, care ne permit să discernem între diferite tipuri de cristale și să cuantificăm defectele din interiorul lor la rezoluția unui singur nanometru – lățimea a doar câțiva atomi – care, după cum se dovedește, este de aproximativ dimensiunea defectelor din structura NiCoCr deformată.”

Aliajul CrMnFeCoNi a fost, de asemenea, testat la 20 Kelvin. și a avut performanțe impresionante, dar nu a atins aceeași duritate ca aliajul mai simplu CrCoNi.

Forjarea de produse noi

Acum, că funcționarea interioară a aliajului CrCoNi este mai bine înțeles, acesta și alte HEA sunt cu un pas mai aproape de adoptare pentru aplicații speciale. Deși aceste materiale sunt costisitoare de creat, George prevede utilizări în situații în care extremele mediului ar putea distruge aliajele metalice standard, cum ar fi temperaturile reci din spațiul adânc.

El și echipa sa de la Oak Ridge investighează, de asemenea, modul în care aliajele realizate din elemente mai abundente și mai puțin costisitoare - există o penurie globală de cobalt și nichel din cauza cererii lor în industria bateriilor - ar putea fi convinse să aibă proprietăți similare.

Deși progresul este interesant, Ritchie avertizează că utilizarea în lumea reală ar putea fi încă o cale îndepărtată, din motive întemeiate. „Când zburați într-un avion, ați dori să știți că ceea ce vă scutește de căderea de 40.000 de picioare este un aliaj pentru corp de avion care a fost dezvoltat cu doar câteva luni în urmă? Sau ați dori ca materialele să fie mature și bine înțelese? De aceea Materialele structurale pot dura mulți ani, chiar zeci de ani, pentru a fi utilizate efectiv.”


(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:

_ Trump îl dă în judecată pe autorul de extremă stângă Bob Woodward pentru 49 de milioane de dolari pentru că a lansat înregistrări de interviuri

_ Mama lui Tire Nichols: „Urăsc că au fost cinci bărbați de culoare care au făcut asta”

_ Actrița de la Hollywood Annie Wersching, cea mai cunoscută pentru rolurile din „24” și „Star Trek”, a murit la 45 de ani

_ URMĂȚI: Karyn Turk și Ed Henry AU UMINI cu cele mai recente rapoarte ale lui Joe Hoft și TGP despre MAI MULTE documente clasificate pe laptopul lui Hunter Biden (VIDEO)

_ INTERVIU EXCLUSIV: �Joci un meci de fotbal pe un teren trucat� � Mike Lindell discută despre integritatea alegerilor după alegerea președintelui RNC �n Dana Point, CA � spune că va fi pe Jimmy Kimmel live marți

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 21:00:04

_ Departamentul de pompieri din Memphis concediază trei persoane de intervenție pentru că nu au oferit îngrijiri medicale adecvate lui Nichols.

_ CHIAR IN: Al șaselea ofițer de poliție din Memphis, implicat în lovirea fatală a lui Tire Nichols, eliberat de serviciu

_ Raportul TGP din octombrie 2020 despre apelul de conferință lui Obama care este scurs către Burisma susține raportul anterior al TGP de astăzi

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 11:54:30

_ Președintele Trump strigă „The Club for No Growth” și Karl Rove

_ Whoopi Goldberg După ce 5 polițiști negri l-au bătut pe om negru: �Trebuie să vedem și oamenii albi bătuți �nainte ca cineva să facă ceva?� (VIDEO)

_Cristian Terheș - 30 Jan 2023 20:13:12

_Stiri Negre - 30 Jan 2023 21:58:22

_ URMĂȚI ÎN DIRECT: 14:00 MST/15:00 Central: Senatul Arizona va asculta prezentarea despre mecanica electorală PARTEA 2 de către Shelby Busch – NOI constatări privind lanțul de custodie și adjudecarea buletinului de vot care urmează să fie prezentate

_ Actrița Lisa Loring – cea mai cunoscută pentru rolul lui Wednesday Addams din emblematica emisiune TV „The Addams Family” a murit la 64 de ani

_ NAACP ia în considerare un proces pentru interzicerea cursului de studii afro-americane din Florida care conținea CRT și secțiunea despre „Teoria queer”

_ „Take Down the BBC” – Mitingul protestatarilor Anti-Vaxx în afara sediului BBC (VIDEO)

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 20:57:30

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 17:27:48

_ Milionarul Bernie Sanders percepe 95 de dolari un bilet pentru un eveniment unde �ți spune de ce capitalismul este rău

_ DEAD LAST: „Ridin with Biden” apare ultimul la Cupa Mondială Pegasus 2023 de la Gulfstream Park – VIDEO

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 16:30:11

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 19:08:31

_Stiri Negre - 30 Jan 2023 08:50:07

_ Joe Biden va pune capăt declarațiilor de urgență Covid-19 pe 11 mai

_ Senatorul Ted Cruz spune că FBI ar trebui să caute în casa lui Hunter Biden documente clasificate

_ RUPTĂ: ORIBIL � Regimul din Arizona o investighează pe Kari Lake și �ncearcă să o condamne la �nchisoare pentru acuzații de infracțiune pentru exercitarea primului amendament și dezvăluirea fraudei electorale

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 20:52:42

_ Renumitul profesor MIT și specialist în analiza siguranței medicamentelor solicită suspendarea imediată a tuturor vaccinurilor cu ARNm COVID

_ RIP � Actrița Cindy Williams din emblematica emisiune TV �Laverne & Shirley� a murit la v�rsta de 75 de ani

_ Ilegalii găzduiți pe cheltuiala contribuabililor refuză să părăsească hotelul Hell’s Kitchen din NYC pentru un nou adăpost

_ EXCLUSIV: AL DOILEA E-mail Hunter Biden de la laptop CU INFORMAȚII CLASIFICATE Descoperit – Hunter a fost distribuit cu colegii de afaceri din Ucraina – Mai multe vor veni

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 20:48:53

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 21:03:49

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 20:54:56

_ „Nici măcar nu știu despre consilierul special” – Biden când reporterul întreabă dacă va depune mărturie consilierului special Robert Hur (VIDEO)

_ Mai multe minciuni: Joe Biden repetă povestea dezmințită despre dirijorul Amtrak care i-a luat obrazul (VIDEO)

_ RUPTĂ: Activistul catolic pro-life Mark Houck a fost găsit NEVINAT de acuzațiile federale

_ Activist trans acuzat de viol după ce a fost mutată la închisoarea pentru femei

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ Noi sondaje primare arată că Trump conduce DeSantis cu două cifre în New Hampshire și Carolina de Sud

_ Te-ai gândit să renunți la lupta pentru salvarea Americii după rezultatele dezamăgitoare ale alegerilor din 2022? Aproape am făcut-o, la fel și mulți alții... Iată de ce am decis să rămânem și să luptăm

_ Clima mai caldă poate face ca ciupercile să fie mai periculoase pentru sănătatea noastră

_ Lovevery Play Kit: Părinții sunt entuziasmați de lansarea serviciului de abonament Play Kit în Australia

_ Lautaro Martinez, Ademola Lookman, Victor Osimhen: 10 LUCRURI PE CARE LE-AM ÎNVĂȚAT din Serie A

_ Un impuls masiv pentru Matildas, deoarece FIFA face o schimbare majoră în meciul lor de deschidere a Cupei Mondiale feminine

_ Biden spune că SUA NU vor trimite avioane F-16 în Ucraina

_ Gordon Ramsay nu se acordă niciodată de Insula Iubirii în cazul în care una dintre fiicele lui s-a înscris în secret

_ Filmări în ziua alegerilor cu respingeri incredibile de vot în județul Maricopa. Pare a fi mai mult decât câteva buletine de vot

_ Adevărul despre cum sunt exterminate fetițele în Statele Unite... Devenim China?

_ Felicity Huffman filmează The Good Lawyer în Vancouver... în timp ce noua serie marchează primul rol de la închisoare

_ Vă rugăm să vă rugați pentru The Gateway Pundit – Publicăm documente în zilele următoare care dezvăluie numeroase acte criminale ale președintelui și fiului său vânător

_ OMS decide că pandemia de COVID-19 nu sa terminat (VIDEO)

_ NOU: Manhattan DA va începe să prezinte cazul lui Trump, Stormy Daniels Hush Payment Grand Jury

_ P*** H, NU O VORBI CU AȘA: O elevă deranjată de clasa a IX-a din Georgia își agresează cu cruzime profesorul (VIDEO)

_ Bill Gates susține că regretă că a luat cina cu Jeffrey Epstein și respinge orice legătură dintre fundația sa și organizația lui Epstein (VIDEO)

_ Descurcarea unui nod de clustere de galaxii

_ Lionel Messi spune că contul său de Instagram a fost BLOCAT după victoria Argentinei la Cupa Mondială

_ Învățarea automată ne va ajuta să găsim viață extraterestră?


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

Nr. de articole la aceasta sectiune: 835, afisate in 14 pagini.