Ny forskning finder årsag til legeringssvaghed

Nogle gange stemmer beregningerne ikke overens med virkeligheden. Det er det problem, der har stået over for materialeforskere i årevis, når de forsøger at bestemme styrken af ​​legeringer. Der har været en kobling mellem legeringers teoretiske styrke og hvor stærke de rent faktisk er. Så, hvad er der manglet?

Ny forskning har fundet svaret på dette problem med en undersøgelse udført som et samarbejde mellem forskere ved Binghamton University, University of Pittsburg, University of Michigan og Brookhaven National Laboratory. Arbejdet blev også støttet af U.S. Department of Energy's Office of Science.

Forskere brugte avanceret teknologi til at se på legeringer på atomniveau for at forstå, hvad der har påvirket styrken og andre egenskaber.

Binghamton University materialevidenskab og ingeniørprofessor Guangwen Zhou var en af ​​forskerne, der arbejdede på projektet.

Zhou og hans team brugte et transmissionselektronmikroskop (TEM) til undersøgelsen, et værktøj, der har eksisteret siden 1935 og har udviklet sig dramatisk i de seneste år med inkorporering af afvigelseskorrektionsteknikker og miljøegenskaber. Det er stærkt nok til at se dybt ind i atomernes struktur.

"Vi var i stand til at observere, at ændringerne i legeringer fra overfladeadskillelse blev ledsaget af dannelsen af ​​dislokationer i undergrunden, "forklarede Zhou." Atomer laver typisk mønstre, men når der er en forskydning, det betyder, at mønsteret er blevet afbrudt. "

Dislokationer er det, der gør legeringerne svagere end de teoretiske beregninger forventer, og Zhous forskning fandt ud af, at overfladesegregation er det, der fører til disse dislokationer.

"Ved at forstå, hvordan dislokationen dannes, vi kan begynde at kontrollere det, "sagde Zhou.

Dette kan føre til at styrke en række legeringer, der er værdsat specifikt for deres styrke og lette vægt.

Denne banebrydende forskning giver indsigt i, hvad der skal ændres for at styrke alle former for legeringer, der bruges i fly, smykker, medicinske værktøjer, broer, køkkengrej og en overflod af andre almindelige genstande.

Undersøgelsen har titlen "Dislocation nucleation facilitated by atomic segregation" og blev for nylig offentliggjort i Naturmaterialer .