15:57
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii descoperă un aliaj metalic pervers care nu se va crăpa la temperaturi extreme la nivel atomic

_ Cercetătorii descoperă metalul pervers aliaj care nu se crapă la temperaturi extreme la nivel atomic

Un aliaj metalic compus din niobiu, tantal, titan și hafniu a șocat oamenii de știință din materiale prin rezistența și duritatea impresionantă atât la temperaturi extrem de calde, cât și de reci , o combinație de proprietăți care până acum părea a fi aproape imposibil de atins.

În acest context, rezistența este definită ca forță pe care o poate rezista un material înainte de a fi deformat permanent față de forma sa originală și duritate. este rezistența sa la fracturare (crapare). Rezistenta aliajului la îndoire și rupere într-o gamă enormă de condiții ar putea deschide ușa pentru o nouă clasă de materiale pentru motoarele de generație următoare care pot funcționa la eficiențe mai mari.

Echipa, condusă de Robert Ritchie la Laboratorul Național Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) și UC Berkeley, în colaborare cu grupurile conduse de profesorii Diran Apelian de la UC Irvine și Enrique Lavernia de la Universitatea Texas A&M, au descoperit proprietățile surprinzătoare ale aliajului și apoi și-au dat seama cum apar ele din interacțiunile atomice. structura. Munca lor este descrisă într-un studiu care a fost publicat în Science.

„Eficiența conversiei căldurii în electricitate sau forță este determinată de temperatura la care este ars combustibilul – cu cât este mai fierbinte, cu atât mai bine. Cu toate acestea, temperatura de funcționare este limitată de materialele structurale care trebuie să o reziste”, a spus primul autor David Cook, Ph.D. student în laboratorul lui Ritchie. „Am epuizat capacitatea de a optimiza în continuare materialele pe care le folosim în prezent la temperaturi ridicate și există o mare nevoie de materiale metalice noi. Acesta este ceea ce promite acest aliaj.”

Aliajul din acest studiu este dintr-o nouă clasă de metale cunoscute sub numele de aliaje refractare cu entropie mare sau medie (RHEA/RMEA). Majoritatea metalelor pe care le vedem în aplicații comerciale sau industriale sunt aliaje realizate dintr-un metal principal amestecat cu cantități mici de alte elemente, dar RHEA și RMEA sunt realizate prin amestecarea unor cantități aproape egale de elemente metalice cu temperaturi de topire foarte ridicate, ceea ce le oferă proprietăți unice pe care oamenii de știință încă le dezvăluie.

Grupul lui Ritchie a investigat aceste aliaje de câțiva ani din cauza potențialului lor pentru aplicații la temperaturi înalte.

„Echipa noastră a lucrat anterior la RHEA și RMEA și am descoperit că aceste materiale sunt foarte puternice, dar au, în general, o rezistență la rupere extrem de scăzută, motiv pentru care am fost șocați când acest aliaj a afișat o duritate excepțional de mare”, a declarat co-autorul corespondent Punit Kumar, cercetător postdoctoral în cadrul studiului. grup.

Conform lui Cook, majoritatea RMEA au o rezistență la rupere mai mică de 10 MPa√m, ceea ce le face unele dintre cele mai fragile metale înregistrate. Cele mai bune oțeluri criogenice, special concepute pentru a rezista la rupere, sunt de aproximativ 20 de ori mai dure decât aceste materiale. Cu toate acestea, aliajul RMEA de niobiu, tantal, titan și hafniu (Nb45Ta25Ti15Hf15) a fost capabil să învingă chiar și oțelul criogenic, acționând de peste 25 de ori mai dur decât RMEA-urile tipice la temperatura camerei.

Dar motoarele nu o fac. functioneaza la temperatura camerei. Oamenii de știință au evaluat rezistența și tenacitatea la cinci temperaturi totale: -196°C (temperatura azotului lichid), 25°C (temperatura camerei), 800°C, 950°C și 1200°C. Ultima temperatură este de aproximativ 1/5 din temperatura de suprafață a soarelui.

Echipa a descoperit că aliajul a avut cea mai mare rezistență la frig și a devenit ușor mai slab pe măsură ce temperatura creștea, dar încă s-a lăudat cu cifre impresionante pe tot parcursul gamă largă. Duritatea la rupere, care este calculată din forța necesară pentru a propaga o fisură existentă într-un material, a fost ridicată la toate temperaturile.

Aproape toate aliajele metalice sunt cristaline, ceea ce înseamnă că atomii din interiorul materialului sunt aranjați în unități repetate. Cu toate acestea, niciun cristal nu este perfect; toate conțin defecte. Cel mai proeminent defect care se mișcă se numește dislocare, care este un plan neterminat de atomi din cristal. Când se aplică forță asupra unui metal, aceasta determină deplasarea multor dislocații pentru a se adapta la schimbarea formei.

De exemplu, când îndoiți o agrafă din aluminiu, mișcarea dislocațiilor în interiorul agrafului de hârtie. se adaptează la schimbarea formei. Cu toate acestea, mișcarea luxațiilor devine mai dificilă la temperaturi mai scăzute și, ca urmare, multe materiale devin fragile la temperaturi scăzute, deoarece dislocațiile nu se pot deplasa. Acesta este motivul pentru care carcasa de oțel a Titanicului s-a fracturat când a lovit un aisberg.

Elementele cu temperaturi ridicate de topire și aliajele lor duc acest lucru la extrem, multe rămânând fragile până la 800°C. Cu toate acestea, acest RMEA contravine tendinței, rezistând la rupere chiar și la temperaturi scăzute precum azotul lichid (-196 ° C).

Pentru a înțelege ce se întâmplă în interiorul remarcabilului metal, co-investigatorul Andrew Minor și echipa sa a analizat eșantioanele tensionate alături de probele de control neîndoite și necrăpate, utilizând microscopia electronică cu transmisie cu scanare (4D-STEM) și microscopia electronică cu transmisie prin scanare (STEM) la Centrul Național pentru Microscopie Electronică, parte a Molecular Foundry a Berkeley Lab.

Datele de la microscopia electronică au arătat că duritatea neobișnuită a aliajului provine dintr-un efect secundar neașteptat al unui defect rar numit bandă îndoită. Benzile de îndoire se formează într-un cristal atunci când o forță aplicată face ca benzile de cristal să se prăbușească asupra lor și să se îndoaie brusc.

Direcția în care cristalul se îndoaie în aceste benzi crește forța pe care o simt dislocațiile, determinându-le să se îndoaie. misca mai usor. La nivel de vrac, acest fenomen face ca materialul să se înmoaie (înseamnă că trebuie aplicată mai puțină forță asupra materialului pe măsură ce acesta este deformat).

Echipa știa din cercetările anterioare că benzile de îndoire se formau ușor în RMEA-uri. dar a presupus că efectul de înmuiere ar face materialul mai puțin dur, facilitând răspândirea unei fisuri prin zăbrele. Dar, în realitate, acesta nu este cazul.

„Arătăm, pentru prima dată, că, în prezența unei fisuri ascuțite între atomi, benzile de îndoire rezistă de fapt la propagarea unei fisuri prin distribuirea daunelor. din el, prevenind fracturile și conducând la o duritate extraordinar de mare la fractură”, a spus Cook.

Aliajul Nb45Ta25Ti15Hf15 va trebui să fie supus mult mai multor cercetări fundamentale și teste de inginerie înainte de orice, cum ar fi o turbină a avionului cu reacție sau o duză de rachetă SpaceX. este făcut din el, a spus Ritchie, deoarece inginerii mecanici au nevoie, pe bună dreptate, de o înțelegere profundă a modului în care materialele lor funcționează înainte de a le folosi în lumea reală. Cu toate acestea, acest studiu indică faptul că metalul are potențialul de a construi motoarele viitorului.


(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:

_ Alexandru Pânişoară (PER): Sistemul de termoficare al Bucureştiului trebuie descentralizat şi trebuie implementate soluţii verzi

_ DEZVOLTARE: SUA oprește finanțarea agenției ONU �n urma acuzațiilor de implicare a angajaților �n masacrul din Israel din 7 octombrie

_ Tot ce poate merge prost cu sânii tăi - și ce să faci în privința asta: ghidul definitiv al DR PHILIPPA KAYE

_ Mircea Geoană: Republica Moldova ar putea intra în UE până în 2030

Serviciile de Informații Ruse afirmă că în România, UE e cea care a pus la cale Lovitura de Stat, indicând Regimului de la București să anuleze Alegerile și că acum au cerut să i se interzică lui Georgescu sa participe la Alegerile din Mai

Ce este o Lovitură de Stat? A fost împiedecat Călin Georgescu să devină duminică seara pe 6 Decembrie 2024, Președintele României, printr-o lovitură de stat?

_ Alertă de securitate în România: un nou tip de fraudă se răspândește rapid

Romania - Numărul de Profesori la Numărul de Elevi

_ Fiica unul stomatolog din București a fost agresată sexual în timp ce alerga prin Timișoara: Atacul s-a petrecut lângă o secție de poliție

Tăcerea democrației: strigătul unei națiuni pentru libertate<

Prăbușirea criptomonedelor TerraUS și LUNA s-a datorat unui grup restrâns de speculanți care au pariat "short"

_ Femeie grav rănită după ce a fost atacată de câinele ei de talie mare, în curtea casei

Cum și de ce a fost recrutat Friedrich Merz de Black Rock

_ Cine este soția lui Dave Myers, Liliana Orzac? Faceți cunoștință cu femeia „remarcabilă” care l-a susținut pe starul Hairy Biker în călătoria sa „teribilă” împotriva cancerului

Căratorul de genti al agentului KGB Sikviu Brucan, pe nume Lucian Mîndruță a făcut afirmații șocante într-o emisiune a Digi FM,

_ Nu, acest videoclip nu arată că moscheile sunt distruse în China

Prăbușirea Apple demonstrează că a te gudura pe lângă Trump nu este o garanție a siguranței

Nimeni nu e mai presus de Lege. Nici măcar Curtean Constituțională

_ Lucrător IT „care și-a ucis șeful milionar și soțul ei otrăvindu-i cu fentanil” a spus poliției că este predispusă la supradoze.

_ Madonna îl îmbrățișează pe iubitul fără cămașă, Akeem Morris, în vârstă de 28 de ani, și se zvârcește în lenjerie intimă în timp ce își aniversează 66 de ani

_ Mandate de cinci ani pentru aleşii locali, propunere legislativă depusă în Parlament

_ Cei mai în vârstă gemeni siamezi, Lori şi George Schappell, s-au stins la vârsta de 62 de ani

_ 'Era un bărbat de doamne!' Cum era cu adevărat vedeta Baby Reindeer

_ Fotbalul poate fi crud, a afirmat selecţionerul Africii de Sud după eliminarea de la Cupa Africii pe Naţiuni

_ Cum valurile și amestecul determină sistemele de revărsare de coastă

_ Inter Milano, ţinută în şah pe teren propriu de Napoli (1-1), în Serie A

_ De ce sunt atât de mulți americani care nu își pot găsi un loc de muncă chiar dacă sunt disperați să fie angajați?

_ SUA redislocă arme nucleare în Marea Britanie după retragerea din 2008

_ Informații surprinzătoare despre fluxurile de resturi de pe Marte

_ Noua metodă de înșelătorie! STB denunță un fake-news

Un nou sondaj: Simion pe primul loc, Ponta pe doi. Sondaj Verifield comandat de Nicușor Dan.

_ Progrese în tranziția de fază topologică în rețelele organometalice

Luptătorul din Arenă

_ Am păzit unii dintre cei mai cunoscuți prizonieri ai Marii Britanii - de aceea este GREȘIT să-l țin pe „Hannibal Canibalul” Robert Maudsley închis într-o temniță de sticlă

_ Spectroscopia Operando oferă o fereastră asupra oxidării apei

_ De ce americanii nu văd o economie puternică

_ HORROR: Un american și frați australieni uciși �n timpul unei călătorii de surf �n Mexic, hoții �și aruncă trupurile �ntr-o f�nt�nă ad�ncă de 50 de picioare

_ A început Carnavalul de la Veneţia, cu o tematică dedicată lui Marco Polo

_ Creșterea toleranței la căldură la gazonul de sezon rece

_ WOW! Joe Biden este �ntr-o formă at�t de proastă �nc�t primarul Los Angeles-ului, Karen Bass, intervine și răspunde la �ntrebări �n numele său (VIDEO)

_ Primul genom complet al unui șarpe ajută la înțelegerea istoriei sale evolutive

_ Biden spune că japonezii vor fi primul non-american pe lună

_ UE îşi propune să lanseze o misiune navală în Marea Roşie până la jumătatea lunii februarie

_ Creșterea trișorilor microbieni în medii limitate de fier: Studiul dezvăluie istoria lor evolutivă

_ Programele de transformare au şanse de reuşită de 12 ori mai mari prin concentrarea pe factorul uman

_ Supărare mare - se anunța o lansare cu scântei a candidaților USR

_ Gigi Becali se teme de Ion Ţiriac! Nu mai are nicio şansă în faţa magnatului. Îi va lua faţa imediat

_ Politica de predare a cuțitului zombi de la Labor, care oferea compensații pentru lamele avea „defecte uriașe” și putea costa până la 1,1 MILIOANE de lire sterline

Prăbușirea demografică a României se datorează în integralitatea partidelor sistemului care au condus România 35 de ani

_ Ciucă, replică pentru Ciolacu după ce premierul a ironizat județul condus de Gheorghe Flutur: PNL a arătat că este partidul cu cei mai eficienţi aleși locali

_ Urmăriți: KJP �ncearcă să-l �nchidă pe Peter Doocy de la Fox pentru că l-a �ntrebat de ce Biden vorbește cu oamenii morți

_ Gavin Newsom spune că democrații trebuie să fie îngrijorați de candidații terților în 2024 (VIDEO)

_ Papa Francisc va vizita câteva țări din Asia

_ Suferă de accident vascular cerebral, 43 de ani, s-a trezit din comă de cinci săptămâni la terapie intensivă și a constatat că fusese evacuată din casă și toate bunurile i-au fost aruncate.

_ Școlile închise, avertismente emise pe măsură ce Asia se înăbușește într-un val de căldură extrem

_ Cele mai frumoase mesaje de „la mulţi ani” de Sfântul Gheorghe. Ce nume sărbătoresc ziua onomastică, pe 23 aprilie

_ De ce programe de slăbit foarte utile în cazul unora, eșuează lamentabil la alții?

_ Iarna continuă să le dea bătăi de cap șoferilor: Se circulă în condiții dificile pe mai multe drumuri din 7 județe

_ Marea Britanie nu mai este destinaţia favorită a investitorilor hotelieri: Spania este noua perlă

_ Video | Accident teribil în Constanța. Sunt doi morți


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
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39
Pag.40 Pag.41 Pag.42 Pag.43 Pag.44 Pag.45 Pag.46 Pag.47
Pag.48 Pag.49 Pag.50 Pag.51 Pag.52 Pag.53 Pag.54 Pag.55
Pag.56 Pag.57 Pag.58 Pag.59 Pag.60 Pag.61 Pag.62 Pag.63
Pag.64 Pag.65 Pag.66 Pag.67 Pag.68 Pag.69 Pag.70 Pag.71
Pag.72 Pag.73 Pag.74 Pag.75 Pag.76 Pag.77 Pag.78 Pag.79
Pag.80 Pag.81 Pag.82 Pag.83 Pag.84 Pag.85 Pag.86 Pag.87
Pag.88 Pag.89 Pag.90 Pag.91 Pag.92 Pag.93 Pag.94 Pag.95
Pag.96 Pag.97 Pag.98 Pag.99 Pag.100 Pag.101 Pag.102 Pag.103
Pag.104 Pag.105 Pag.106 Pag.107 Pag.108 Pag.109 Pag.110 Pag.111
Pag.112 Pag.113 Pag.114 Pag.115 Pag.116 Pag.117

Nr. de articole la aceasta sectiune: 6974, afisate in 117 pagini.