science >> Wetenschap >  >> Chemie

Eilanden zonder structuur in metaallegeringen kunnen leiden tot hardere materialen

Voorgesteld hiërarchisch vervormingsmechanisme paradigma voor de equi-atomaire CrCoNi-gebaseerde HEA's die onderhevig zijn aan toenemende mate van vervorming. Elastische vervorming, dislocatie-gemedieerde plasticiteit, twinning-geïnduceerde plasticiteit, REIS, en tenslotte amorfisatie in vaste toestand. Het activeren van het volgende mechanisme vereist het genereren van extra defecten, d.w.z., dislocaties en/of puntdefecten (vacatures). Deze meerdere mechanismen kunnen interageren, wat leidt tot een synergie van versterkende processen en een resulterende zeer complexe microstructuur. Krediet:Universiteit van Californië, San Diego

Een internationaal team van onderzoekers produceerde eilanden van amorfe, niet-kristallijn materiaal in een klasse van nieuwe metaallegeringen die bekend staan ​​als legeringen met hoge entropie.

Deze ontdekking opent de deur naar toepassingen in alles van landingsgestellen, naar pijpleidingen, aan auto's. De nieuwe materialen kunnen deze lichter maken, veiliger, en energiezuiniger.

Het team, waaronder onderzoekers van de University of California, San Diego en Berkeley, evenals Carnegie Mellon University en University of Oxford, beschrijft hun bevindingen in het 29 januari nummer van wetenschappelijke vooruitgang .

"Deze bieden een helder potentieel voor verhoogde sterkte en taaiheid, aangezien metalen glas (amorfe metalen) een sterkte hebben die enorm superieur is aan die van kristallijne metalen en legeringen, " zei Marc Meyers, een professor in de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan UC San Diego, en de corresponderende auteur van het artikel.

Met behulp van transmissie-elektronenmicroscopie, die de rangschikking van atomen kan identificeren, de onderzoekers concludeerden dat deze amorfisatie wordt veroorzaakt door extreme vervorming bij hoge snelheden. Het is een nieuw vervormingsmechanisme dat de sterkte en taaiheid van deze legeringen met hoge entropie nog verder kan vergroten.

Het onderzoek is gebaseerd op baanbrekend werk van Brian Cantor aan de Universiteit van Oxford, en Jien-Wei Yeh aan de National Tsing Hua University in Taiwan. In 2004, beide onderzoekers leidden teams die de ontdekking van legeringen met hoge entropie rapporteerden. Dit leidde tot een wereldwijde zoektocht naar nieuwe materialen in dezelfde klasse, gedreven door tal van potentiële toepassingen in het transport, energie, en defensie-industrieën.

"Aanzienlijke nieuwe ontwikkelingen en ontdekkingen in metaallegeringen zijn vrij zeldzaam, ' zei Meijers.