Ny super stærk legering opdaget

(PhysOrg.com)-Internationalt forskerteam har opdaget en ny superstyrke letlegering og fået deres vigtigste fund offentliggjort i Naturkommunikation .

En forsker og kolleger ved North Carolina State University har fundet ud af en måde at lave en aluminiumslegering på, eller en blanding af aluminium og andre elementer lige så stærk som stål.

Det er vigtigt, siger Dr. Yuntian Zhu, professor i materialevidenskab og NC -statens forsker involveret i projektet, fordi søgen efter stadig lettere - men alligevel stærkere - materialer er afgørende for at udtænke alt fra mere brændstofeffektive biler til sikrere fly.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , Zhu og hans kolleger beskriver den nye nanoskala -arkitektur inden for aluminiumslegeringer, der har en hidtil uset styrke, men også rimelig plasticitet til at strække og ikke bryde under stress. Måske endnu vigtigere, teknikken til at skabe disse nanostrukturer kan bruges på mange forskellige metaltyper.

Zhu siger, at aluminiumslegeringerne har unikke strukturelle elementer, der, når de kombineres til en hierarkisk struktur på flere nanoskala -niveauer, gør dem superstærk og sej.

Aluminiumslegeringerne har små byggesten, kaldet "korn, "der er tusindvis af gange mindre end bredden af ​​et menneskehår. Hvert korn er en lille krystal mindre end 100 nanometer i størrelse. Større er ikke bedre i materialer, Zhu siger, da mindre korn resulterer i stærkere materialer.

Zhu siger også, at aluminiumslegeringerne har en række forskellige typer krystal "defekter". Nanokrystaller med defekter er stærkere end perfekte krystaller.

Det uventet høje styrkelsesniveau synes at skyldes to faktorer. For det første, den måde, hvorpå legeringselementerne er arrangeret i kornene, menes at øge legeringens dislokation-lagringskapacitet. For det andet, klyngen af ​​elementer mellem kornene kunne begrænse nanokrystalvækst, øge kohærens sammenhængskraft, og modstå skørhed og defektgenerering.

Nu, Zhu planlægger at arbejde med at styrke magnesium, et metal, der er endnu lettere end aluminium. Han samarbejder med forsvarsministeriet om et projekt for at gøre magnesiumlegeringer stærke nok til at kunne bruges som kropspanser for soldater.

Zhu's kolleger på Naturkommunikation papir er tilknyttet University of Sydney i Australien; University of California, Davis; og Ufa State Aviation Technical University i Rusland.