Een team van onderzoekers verbonden aan meerdere instellingen in China, de VS en Duitsland hebben een tweefasige legering ontwikkeld waarvan is bewezen dat deze extreem breukvast is. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun legering, waarom het zo bestand is tegen breuken en mogelijke toepassingen ervoor. Xianghai An, met de Universiteit van Sydney, heeft een Perspective-stuk gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin nieuwe strategieën worden geschetst bij het ontwikkelen van legeringen voor nieuwe doeleinden en het werk dat het team in deze nieuwe poging heeft gedaan.

Zoals An merkt op, de vraag naar nieuwe soorten materialen voor nieuwe toepassingen neemt de laatste jaren toe, het stimuleren van nieuw werk in de ontwikkeling van gelegeerde metalen. Klanten zijn op zoek naar materialen die duurzaam zijn, ductiel, sterk en bestand tegen schade. Helaas, er zijn geen metalen die al deze kenmerken hebben. Over het algemeen, klanten moeten een afweging maken, zoals tussen het vermogen van een materiaal om uit te rekken en zijn sterkte. Om aan dergelijke behoeften te voldoen, metallurgen kiezen steeds vaker voor een nieuwe aanpak; in plaats van te beginnen met een basismetaal en kleine hoeveelheden andere toe te voegen (zoals ijzer gebruiken om staal te maken), ze beginnen met verschillende hoeveelheden verschillende metalen. Als er drie of meer worden gebruikt, ze worden multi-principal element alloys (MPEA's) genoemd.

In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers een nieuw type MPEA ontwikkeld, DS genaamd:EHEA, die "multiscale ruimtelijke heterogeniteiten" kenmerkt. Specifieker, ze gebruikten eutectische legeringen met hoge entropie (die smelten en stollen bij een temperatuur die lager is dan hun individuele smeltpunten) om een ​​tweefasige gestructureerde legering te creëren. Ze ontdekten dat een bepaalde aluminium-ijzer-kobalt-nikkellegering stolde in een visgraatmicropatroon dat zeer goed bestand was tegen breuk. Het is geheim, ze kwamen erachter, was in zijn harde en zachte fase en de manier waarop scheuren ontstonden. Degenen die zich tijdens de harde fase vormden, werden gestopt toen ze een grens bereikten met een zachte fase - het visgraat-micropatroon diende om stress over te dragen. Dit gaf de afgewerkte legering niet alleen een zeer hoge weerstand tegen breuk, maar ook een verdrievoudiging van de maximale rek. De onderzoekers suggereren dat hun aanpak kan worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen die eutectische legeringen met hoge entropie vereisen.

© 2021 Science X Network