Что показали исследования градиентных материалов?

Что показали исследования градиентных материалов?

Исследовательская группа Университета Брауна совместно с учёными Института исследований металлов при Академии наук Китая, нашли новый способ использования нанотрубок. Эти крошечные линейные границы атомной решетки металла, имеющие одинаковые кристаллические структуры с обеих сторон, могут способствовать получению более сильных металлов.

Градиентные материалы

Публикация журнала «Science» подробно разъясняет, насколько изменение расстояния между двумя границами, в противоположность поддержанию согласованного интервала в целом, приводит к резкому улучшению. Имеется в виду улучшение прочности металла и скорости упрочнения при работе — степени, с которой металл усиливается при деформировании.

Исследование направлено на изучение объекта, известного как градиентный материал, обладающий свойствами постепенных изменений внутренней структуры. Градиентные материалы — это интересная область исследований, учитывая, какими обладают свойствами эти материалы по сравнению с однородными материалами.

Учёные уже смогли продемонстрировать, что сами по себе нанотрубки способны улучшить качество материала. Наноспаренная медь, например, показывает значительно большую прочность по сравнению с обычной медью, проявляя необычайно высокую устойчивость к усталости. Но это всего лишь первое исследование для теста эффекта переменного наноспаренного расстояния.

Испытания на образцах меди

Исследователи создали образцы меди с использованием четырех различных компонентов, каждый из которых имел разные наноспаренные межевые расстояния. Пространства от 29 нанометров между границами до 72 нанометров.

Образцы меди состояли из различных комбинаций четырех компонентов, расположенных в разных порядках по толщине образца. Затем исследователи испытали прочность каждого составного образца, а также прочность каждого из четырех компонентов.

Тесты показали, что все композиты оказались сильнее, чем средняя сила четырех компонентов, из которых они были сделаны. Примечательно, что один из композитов оказался значительно сильнее самого сильного из составных компонентов. Другие испытания показали, что композиты также имеют более высокие темпы упрочнения, чем в среднем по составляющим их компонентам.

Для понимания механизма таких усилений, исследовательская группа применила компьютерное моделирование атомной структуры образцов под напряжением. На атомном уровне металлы реагируют на деформацию через движение дислокаций — линейных дефектов кристаллической структуры, когда атомы вытесняются с места. Моменты роста дислокаций и взаимодействия их друг с другом, как раз и определяет силу металла.


При помощи информации: Brown


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *