Într-o primă, cercetătorii au dezvoltat un nou aliaj de cupru, care este unul dintre cele mai rezistente materiale pe bază de cupru realizate vreodată.
Noul aliaj, un amestec de cupru, tantal și litiu, a fost construit pe nanocale pentru a rezista la temperaturi și tulpini extreme și ar putea avea aplicații cruciale pentru aerospațial, apărare și industrie. Cercetătorii și -au publicat concluziile pe 27 martie în Jurnal Știință.
“Aceasta este o știință de ultimă oră, dezvoltând un material nou care combină în mod unic conductivitatea excelentă a lui Copper cu puterea și durabilitatea pe scara superallajelor bazate pe nichel”, co-autor de studiu Martin Harmerprofesor emerit de inginerie la Universitatea Lehigh din Betleem, Pennsylvania, spus într -o declarație.
În prezent, cele mai frecvente materiale utilizate în medii cu stres ridicat, cum ar fi motoarele cu turbină cu gaz și echipamentele de procesare chimică sunt superalloy-uri pe bază de nichel, care sunt puternice, rezistente la coroziune și pot rezista la temperaturi ridicate.
Dar aceste aliaje nu se încadrează în ceea ce privește conductivitatea lor electrică, limitând unele dintre aplicațiile lor potențiale. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au sandwich cupru-litiu precipită între două straturi bogate în tantalum, un element extrem de rezistent la coroziune.
Apoi, echipa a perfecționat substanța în continuare adăugând o cantitate minusculă de litiu pentru a schimba structura precipitatelor în cuboide stabile, consolidând puterea și rezistența termică a aliajului
„Când ne uităm în interiorul corpului nostru, încercăm să căutăm amprente ale mutației celulare pentru cancer”, co-autor de studiu Kiran Solankiprofesor de inginerie la Arizona State University, spus într -o declarație. „În mod similar, materialele structurale au o amprentă unică atunci când sunt supuse oricărui eveniment precum radiații sau căldură. Și în acest caz, având un precipitat de litiu de cupru cu un strat stabil al TA [tantalum] este atunci când putem modifica amprenta de temperatură ridicată pentru eșec. “
Materialul rezultat are o combinație impresionantă de proprietăți. Alături de conductivitatea sa electrică, poate funcționa la temperaturi de până la 1.472 de grade Fahrenheit (800 de grade Celsius) și poate rezista la un tensiune maximă de 1.120 megapascali la temperatura camerei – de mai mult de o jumătate de ori mai mare decât presiunea maximă pe care oțelul o poate suporta.
Aceste trăsături înseamnă că ar putea fi utilizate într -o varietate de moduri, au spus cercetătorii.
“Oferă industriei și armatei cu fundația pentru a crea noi materiale pentru hipersonici și motoare cu turbină de înaltă performanță”, a spus Harmer.