سخت ترین ماده ای که تا کنون ساخته شده: آلیاژ کروم، کبالت و نیکل (CrCoNi) - مجله یافان

آلیاژ ساخته شده حاوی کروم، کبالت و نیکل (CrCoNi) است و به دسته ای از فلزات به نام آلیاژهای آنتروپی بالا (HEAs) تعلق دارد. بیشتر آلیاژها از یک عنصر غالب با مقادیر کمتری از عناصر دیگر تشکیل شده اند، اما HEA ها حاوی مقادیر مساوی از هر عنصر هستند. این امر می تواند خواص چشمگیری مانند نسبت استحکام به وزن بالا ، ماژول الاستیک که با دما افزایش می یابد یا استحکام و شکل پذیری فوق العاده به آنها بدهد.

در تحقیق قبلی، محققان دریافتند که CrCoNi استحکام و چقرمگی بالایی در دماهای پایین در حدود -196 درجه سانتیگراد از خود نشان می دهد. در مطالعه تازه، محققان بررسی کردند که چگونه در دماهای حتی سردتر 253- درجه سانتیگراد که در آن هلیوم به صورت مایع وجود دارد، این الیاژ مقاومت دارد.

رابرت ریچی، محقق ارشد این مطالعه، گفت: چقرمگی این ماده در نزدیکی دمای هلیوم مایع به اندازه 500 مگا پاسکال بر متر مربع است. در همین واحدها، چقرمگی یک قطعه سیلیکون یک، بدنه آلومینیومی هواپیما در هواپیماهای مسافربری حدود 35 است، و چقرمگی برخی از بهترین فولادها حدود 100 است. بنابراین، 500، عدد خیره کننده ای است.

به طور معمول، مواد در دماهای سردتر شکننده تر می شوند، بنابراین محققان بررسی کردند که چگونه CrCoNi می تواند به خوبی مقاومت کند. آنها از چندین نوع میکروسکوپ برای بررسی ساختار شبکه کریستالی آلیاژ تحت فشار استفاده کردند.

به نظر می رسد، CrCoNi چقرمگی در دمای سرد خود را از طریق یک سری از فعل و انفعالات اتمی که در یک دنباله خاص رخ می دهد، به دست می آورد. نقایص کریستال ها از طریق نیروی اعمال شده جابجا می شوند تا موانعی ایجاد کنند که باعث افزایش مقاومت در برابر آن نیرو شوند. به طوری که آخرین مرحله فرآیند، ساختار کریستالی را از مکعب به شش ضلعی تغییر می دهد.

این تیم می گوید که چقرمگی این ماده در مواجهه با دماهای فوق العاده سرد می تواند آن را برای اجسامی که در محیط های بسیار سرد قرار است کار کنند، کاربردی کنند.

این تحقیق در مجله Science منتشر شده است .

منبع: آزمایشگاه ملی لارنس برکلی