Первый в мире «суперсплав» изменит производство металлов навсегда
Международная команда ученых разработала метод получения металлических сплавов с повышенной прочностью. Основой этого подхода является контроль температуры и времени обработки материала после плавления. Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Данную информацию сообщает портал Science XXI.
Ученые обнаружили, что использование сравнительно низкой температуры обработки способствует формированию более устойчивой и упорядоченной структуры атомов металла. В результате образующиеся зерна оказываются меньшими и более плотно расположенными по сравнению с традиционными методами производства сплавов. О выводах работы сообщило издание ScienceAlert.
В ходе эксперимента исследователи объединили гафний, ниобий, тантал, титан и цирконий. После кратковременного плавления при высокой температуре заготовку охлаждали до 550 °C и выдерживали от нескольких часов до нескольких дней. Наиболее заметные результаты были достигнуты примерно через 32 часа обработки.
Созданный материал относится к тугоплавким высокоэнтропийным сплавам. Испытания показали, что он в два раза прочнее стали, в три раза прочнее алюминия и в два раза превосходит по прочности аналогичный сплав, изготовленный традиционным способом. При этом новый материал сохраняет пластичность и может изгибаться без разрушения.
Исследователи связывают уникальные характеристики сплава с почти бездефектной внутренней структурой. Атомы в материале формируют упорядоченные участки, между которыми отсутствуют значительные пустоты и нарушения. Ученые планируют выяснить причины такого поведения атомов для дальнейшего развития этого подхода в создании других сплавов.
По мнению авторов, новая технология может значительно расширить возможности производства материалов для авиационно-космической отрасли, энергетики и других сфер. Вместо увеличения доли легирующих компонентов разработчики намерены улучшать свойства металлов за счет управления их внутренним строением, что может привести к созданию более эффективных и экономичных сплавов.
