• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10.12.2022
Анна Новиковская
6
15 650

Ученые назвали самый прочный материал на Земле

6.6

Ученые зафиксировали самую высокую ударную вязкость для металлического сплава из хрома, кобальта и никеля. Мало того что этот сплав очень ковкий, он еще и впечатляюще прочен, при этом его прочность повышается по мере остужения.

Микрофотография деформации сплава при сверхнизкой температуре минус 253 градуса по Цельсию / ©Robert Ritchie / Berkeley Lab

При разработке новых конструкционных материалов химики часто уделяют особое внимание двум характеристикам: пластичности и прочности. Обычно приходится искать компромисс между двумя этими характеристиками. Например, хотя железная пластина выдерживает меньшую нагрузку, чем каменная плита, металл при деформации согнется и не потеряет целостность, а камень расколется и развалится на куски.

Новый сплав, исследованный группой американских ученых, сочетает пластичность и прочность, а при охлаждении оба эти свойства только возрастают. Сплав получил название CrCoNi, по химическим символам трех входящих в него металлов: хрома, кобальта и никеля. В отличие от многих других сплавов, все три металла входят в состав CrCoNi в равных пропорциях, что, по-видимому, и придает ему его удивительные свойства.

Ученые проверили ударную вязкость сплава (его способность поглощать механическую энергию в процессе деформации под действием ударной нагрузки) при сверхнизких температурах, обычно делающих даже лучшие виды стали поразительно хрупкими. Оказалось, что при температуре 20 кельвинов, или минус 253 градуса по Цельсию, ударная вязкость CrCoNi достигала 500 мегапаскалей на метр. Для сравнения: в тех же условиях ударная вязкость алюминиевого корпуса пассажирского самолета — около 35 мегапаскалей на метр, а некоторых лучших марок стали — всего около 100.

Впервые исследователи начали эксперименты с CrCoNi и другими сплавами еще десять лет назад. Поначалу они охлаждали их до температуры жидкого азота (около 77 кельвинов, или минус 193 градуса по Цельсию), но потом, обнаружив впечатляющую ударную вязкость сплава, продолжили охлаждение до температуры жидкого гелия. Изучая структуру сплава под микроскопом, исследователи поняли, что CrCoNi остается таким прочным благодаря изменениям в структуре кристаллической решетки, которая в конце концов меняется с кубической на гексагональную.

К сожалению, вряд ли «суперсплав» пойдет в массовое производство: из-за большого спроса при производстве аккумуляторов существует глобальная нехватка кобальта и никеля, так что, скорее всего, CrCoNi будет использоваться только для изготовления арктического оборудования или корпусов космических кораблей. Сейчас исследователи хотят выяснить, возможно ли получение аналогичного по прочности сплава из более дешевых материалов, и предупреждают, что до реального использования CrCoNi во благо человечества еще очень далеко.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 07:07
Мария Азарова

Согласно выводам авторов нового исследования, прием витамина D коррелирует с более низкой вероятностью того, что взрослый мужчина предпримет попытку суицида или членовредительства.

Сегодня, 10:33
Сергей Васильев

Эксперименты показали, что инъекции кисспептина могут возвращать сексуальный интерес и тягу к противоположному полу. Метод успешно работает и на мужчинах, и на женщинах, хотя нуждается в дополнительных испытаниях.

Позавчера, 13:41
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев

"или корпусов космических кораблей." – тяжеловат будет для корпусов космических аппаратов. Тем более там не требуются такие прочностные свойства материала.
10.12.2022
-
0
+
«Ученые назвали самый ударостойкий материал при 20К» - пофиксил название. При 3000К сплав становится жидким и, конечно, далеко не самый прочный на земле. Для криогенных ситуаций, в принципе, норм.
-
0
+
"Сплав получил название CrCoNi" -- это аббревиатура, а читается-то, извиняюсь, как?!

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: