Itt a legkeményebb anyag a Földön, ami a gyémántot is felülmúlja

A króm, kobalt és nikkel (CrCoNi) fémötvözete tulajdonságainak köszönhetően lenyűgözte a tudósokat. Az anyag lenyűgözően erős, ami azt jelenti, hogy ellenáll a tartós deformációnak, ugyanakkor rendkívül képlékeny marad, ami azt jelenti, hogy rendkívül jól alakítható. E két tulajdonság együttesen adja a szívósság mértékét, és a CrCoNi messze a legkeményebb anyag a Földön.

A CrCoNi a magas entrópiájú ötvözetek (HEA) családjába tartozik, olyan anyagokba, amelyekben az elemek aránya nagyjából azonos. Ezek az ötvözetek általában nagy szívóssággal rendelkeznek, de a legszélsőségesebb körülmények között nehéz volt őket tesztelni. A technológia mostanra eléggé kiforrott ehhez, és a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (Berkeley Lab) és az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium (ORNL) kutatói felfedezték, hogy a CrCoNi meglepő módon annál keményebb lesz, minél hidegebb helyre kerül, számol be az IFLScience.

“Amikor szerkezeti anyagokat tervezünk, azt akarjuk, hogy azok erősek, ugyanakkor képlékenyek és törésállóak legyenek” – mondta a projekt társvezetője, Easo George, az ORNL és a Tennessee Egyetem munkatársa egy nyilatkozatban. “Általában kompromisszumot kell kötni e tulajdonságok között. Ez az anyag azonban mindkettőt tudja, és ahelyett, hogy alacsony hőmérsékleten törékennyé válna, keményebbé válik.”

A csapat közel egy évtizeddel ezelőtt kezdett el először dolgozni a CrCoNi-n és egy másik, extra mangánt és vasat tartalmazó ötvözeten (CrMnFeCoNi). A mintákat folyékony nitrogén hőmérsékletére tudták hűteni, amiből kiderült, hogy az anyagokhoz képest meglehetősen szívósak. A csapatnak azonban évekbe telt, mire szélsőségesebb körülmények között is tesztelni tudta őket. A CrMnFeCoNi jól teljesített, de a CrCoNi kivételes volt.

Hihetetlen tulajdonságok

“Ennek az anyagnak a szívóssága a folyékony hélium hőmérséklete közelében (-253 Celsius fok) elérte az 500 megapascal négyzetgyökmétert. Ugyanezekben a mértékegységekben egy darab szilícium szívóssága egy, az utasszállító repülőgépek alumínium repülőgépvázának szívóssága körülbelül 35, és a legjobb acélok némelyikének szívóssága 100 körül van. Tehát 500, ez egy elképesztő szám” – tette hozzá Robert Ritchie, a kutatás társvezetője, a Berkeley Lab anyagtudományi részlegének vezető tudósa és a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem mérnöki professzora.

Az anyag olyan viselkedést mutat az alakváltozás során, amely a kölcsönhatások “varázslatos sorozatát” hozza létre, amely először alakíthatóságot, majd szilárdságot biztosít. Először nagyon egyszerű a szerkezete, csak szemcsékből áll, de amint deformálódik, valami nagyon bonyolulttá alakul, ami ellenállóvá teszi a törésekkel szemben.

Az anyagot jelenleg különböző alkalmazásokhoz fejlesztik, de az előállítása költségei miatt a kutatók jelenleg úgy vélik, hogy az anyagot szélsőséges környezetek, például a világűr számára tartják jó jelöltnek.

[hm_embed link=”https://hellomagyar.hu/2022/12/10/akar-halalos-is-lehet-ami-a-lefolyokban-rejtozkodik-elolunk/” ][/hm_embed]