Een gecombineerd team van onderzoekers van het Lawrence Livermore National Laboratory in de VS en het Atomic Weapons Establishment in het VK heeft ontdekt dat het snel comprimeren van lood tot drukken van het planetaire kerntype het sterker maakt dan staal. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven, de groep beschrijft hoe ze het metaal zo sterk hebben samengeperst zonder het te smelten.

Het definiëren van sterkte in een materiaal is moeilijk. Sterkte kan verwijzen naar het vermogen van een materiaal om onder bepaalde omstandigheden buigen of breken te weerstaan. Wat het nog ingewikkelder maakt, is dat de sterkte van een bepaald materiaal onder verschillende omstandigheden kan veranderen, zoals wanneer warmte of compressie wordt toegepast. In deze nieuwe poging de onderzoekers lieten zien hoe moeilijk het kan zijn om vast te stellen hoe sterk een materiaal is - in dit geval leiding.

Lood is niet erg sterk. Een vingernagel tegen de accupool van een auto drukken is voldoende om inkepingen te maken, bijvoorbeeld. Maar de onderzoekers met deze nieuwe inspanning melden dat het metaal aanzienlijk kan worden versterkt door extreme druk uit te oefenen.

Als onderdeel van hun poging om de aard van sterkte in materialen beter te begrijpen, de onderzoekers onderwierpen een stuk lood ter grootte van een erwt aan een spervuur ​​​​van lasers met dank aan de National Ignition Facility. In alles, ze vuurden 160 stralen op het monster af terwijl ze tegelijkertijd de sterkte ervan testten door te kijken naar kleine rimpelingen op het oppervlak. De onderzoekers kozen voor deze benadering omdat ze de temperatuur van het lood konden regelen door de vorm van de laserpulsen te variëren.

Normaal gesproken, door in een metaal te knijpen, wordt het heet - er is niet veel warmte voor nodig om lood te laten smelten. Door de lasers te gebruiken, ze waren in staat om het loodmonster onder het smeltpunt te houden terwijl ze de druk geleidelijk over tientallen nanoseconden verhoogden. Om het monster te meten naarmate de druk toenam, het team gebruikte röntgenstralen om te zien hoe rimpelingen op het oppervlak werden gevormd als gevolg van compressie die er doorheen ging. Door de vorm en lengte van de rimpelingen te meten, de onderzoekers konden de viscositeit meten, vloei en sterkte van het materiaal als het vervormd.

De onderzoekers melden dat wanneer ze worden gecomprimeerd tot ongeveer 400 gigapascal, het monster werd gemeten op ongeveer 10 keer zo sterk als staal met hoge sterkte onder omgevingsomstandigheden.

© 2019 Wetenschap X Netwerk