En ny opdagelse baner vejen for brug af superstærke nanostrukturerede metaller i biler

I dag, karosseriet på en almindelig familiebil består af 193 forskellige ståltyper. Stålet til hver del af bilen er nøje udvalgt og optimeret. Det er vigtigt, for eksempel, at alle dele er så lette som muligt på grund af brændstofforbruget, hvorimod andre dele af bilen skal være super stærke for at beskytte passagerer i en kollision.

Superstærke nanostrukturerede metaller kommer nu ind på scenen, rettet mod at gøre biler endnu lettere, gør dem i stand til at stå sammenstød på en bedre måde uden fatale konsekvenser for passagererne. Der forskes på dette område verden over. For nylig, en ung ph.d. -studerende fra Materialeforskningsafdelingen ved Risø DTU tog forskningen et skridt videre ved at opdage et nyt fænomen. Den nye opdagelse kan fremskynde den praktiske anvendelse af stærke nanometaller og er blevet offentliggjort i det højt værdsatte tidsskrift " Forhandlinger fra Royal Society "i London i form af et papir på ca. 30 sider skrevet af tre forfattere fra Risø DTU.

Den unge studerendes forskningsopgave, Tianbo Yu, er at bestemme stabiliteten i nye nanostrukturerede metaller, som virkelig er meget stærke, men har også en tendens til at blive blødere, selv ved lave temperaturer. Dette skyldes det faktum, at mikroskopiske metalkorn af nanostrukturerede metaller ikke er stabile - et problem, som Tianbo Yus opdagelse nu giver en forklaring på.

Den fine struktur består af mange små metalkorn. Grænserne mellem disse metalkorn kan bevæge sig, også ved stuetemperatur. Samtidig finder en grovning af strukturen sted, og styrken af ​​nanometallet svækkes følgelig. Tianbo Yu's har nu vist, at kornets grænser kan låses, når små partikler er til stede, og at opløsningen er teknologisk mulig. Dette har banet vejen for, at bilkomponenter kan laves af nanometaller.

"Vi samarbejder med en dansk virksomhed og også et dansk rådgivende ingeniørfirma med det formål at udvikle lette og stærke aluminiumsmaterialer med henblik på deres anvendelse i lette køretøjer, hvor især deformation i høj hastighed som ved en kollision er i fokus. Den nye fund vil blive inkluderet i dette arbejde, "siger Dorte Juul Jensen, divisionschef og Dr. Techn. Hun er glad for, at de fremragende fund også har praktiske anvendelser.

Tianbo Yu kommer fra Tsinghua University i Beijing - et førende universitet inden for teknisk videnskabelig forskning. Hans studier i Danmark er blevet finansieret af Danmarks Nationale Forskningsfond, som også støtter et dansk-kinesisk grundforskningscenter i Materialeforskningsafdelingen, hvor Tianbo Yu nu er ansat.

Tianbo Yu er en dedikeret og talentfuld forsker, der ønsker at forfølge en forskningskarriere i Danmark. Hans kone er studerende ved RU (Roskilde Universitet) og sammen med deres studier, de har begge besluttet at lægge en stor indsats i at lære dansk; og de er blevet gode til det. - Alt i alt en succes for videnskab såvel som globalisering.

Mindre metalkorn resulterer i stærkere metaller

Nanometaller indeholder meget små metalkorn - fra 10 til 1, 000 nanometer. Et nanometer er en milliontedel af en millimeter. Jo mindre metalkornene bliver, jo stærkere metal bliver. Metallet bliver dobbelt så stærkt, for eksempel, hvis de enkelte metalkorn laves fire gange mindre. Derfor arbejder materialeforskerne med at reducere størrelsen på de enkelte metalkorn. I stål og aluminium, partiklerne er reduceret til under 1 mikrometer, som er en tusindedel af en millimeter. Der er en stor interesse for nanometaller verden over. Nanometaller er super stærke, og deres superstyrke kan kombineres med andre ønskede egenskaber, også.

Et godt eksempel på en superstærk nanometal er de tynde ståltråde, der bruges på flygeler og til styrkelse af lastbilsdæk og containere, som skal modstå et ekstremt højt tryk. Rent faktisk, de har været kendt i mange år, men nu er de blevet genstand for forskernes fornyede og stærke interesse.

Forskere er ikke kun interesserede i størrelsen af ​​metalkornene. Grænsefladerne mellem de enkelte metalkorn er også vigtige for en række egenskaber. En særlig type korngrænser, såkaldte tvillingegrænser, giver både styrke og god elektrisk ledningsevne. Dette baner vejen for at producere tyndere ledninger, derved reducerer materialeforbruget.