BF-STEM-billede, der fremhæver nanoklusterets kerne-skal-struktur. Kredit: Natur (2016). DOI:10.1038/nature19313
(Phys.org) - Et kombineret team af forskere tilknyttet Army Research Laboratory på Aberdeen Proving Ground, Arizona State University og University of North Texas har udviklet en nanokrystallinsk legering, der kombinerer høj mekanisk styrke med krybningsmodstand ved høj temperatur. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , teamet beskriver, hvordan de skabte materialet og dets egenskaber. Jonathan Cormier med Institut Pprime, UPR CNRS tilbyder et nyheder og synspunkter om det arbejde, teamet har udført i det samme journalnummer, og skitserer nogle af de forhindringer, der står i vejen for legeringen, der bruges i industrielle applikationer.
Som Cormier bemærker, der er nogle applikationer (f.eks. flymotorer), der kræver, at metal er både ekstremt stærkt og modstandsdygtigt over for krybning (deformationer, der opstår på grund af langvarig belastning) ved høje temperaturer. I øjeblikket, superlegeringer bruges, men de har deres grænser, og af den grund, nye legeringer med bedre funktioner skabes for at give fordele såsom mere effektivitet (hvilket kan betyde reducering af brændstofforbruget). I denne nye indsats, forskerne har fundet en måde at forbedre krybning med en nanokrystallinsk legering, de har udviklet - sådanne legeringer har typisk dårlig krybemodstand på grund af de ekstremt små korn, der bruges til at lave dem.
For at lave deres legering, forskerne startede med meget små kobberkorn og tilføjede derefter tantalpartikler til grænserne mellem de enkelte korn for at forhindre dem i at migrere - kilden til kryb. Resultatet (som involverede flere fræsninger ved −196 ° C) var en legering med fremragende krybeegenskaber på grund af en stabil mikrostruktur - test viste, at den var cirka seks til otte størrelsesordener bedre end andre nanokrystallinske legeringer.
Legeringens udvikling er signifikant, fordi den viser, at en nanokrystallinsk legering kunne gøres til at være krybebestandig; alligevel er der stadig problemer med at forhindre brugen i industrielle applikationer - som Cormier bemærker, først og fremmest blandt dem er bekymringer om, hvorvidt processen kunne overføres til masseproduktion. Også, de øgede tæthedsgrænser i legeringen gør den mere modtagelig for oxidation og legeringens krybebestandighed skal fungere ved højere temperaturer, end den nye legering kan opretholde.
© 2016 Phys.org