• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10.12.2022
Анна Новиковская
5
16 907

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
Вчера, 07:25
Полина

Международная команда исследователей составила первый в мире рейтинг киберпреступности. Первую и вторую строчки в нем заняли Россия и Украина.

7 часов назад
Полина

Особенности личности — в частности, степень экстравертности — влияют на то, кто с большей вероятностью будет одиноким, а кто вступит в отношения. Типы личности также связаны с уровнем общей удовлетворенности жизнью. К таким выводам пришли ученые из Канады.

Вчера, 14:27
Ольга Иванова

Американские ученые пришли к выводу, что ценности, подчеркивающие важность терпимости и индивидуализма, во всем мире за последние 40 лет резко разошлись, особенно между западными странами с высоким уровнем дохода и остальными государствами.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

6 апреля
Андрей

Международная группа исследователей изучила более миллиона записей с результатами ультрамарафонов (дистанции больше марафонской) с 1894 по 2022 год и пришла к нескольким неожиданным выводам.

Вчера, 07:25
Полина

Международная команда исследователей составила первый в мире рейтинг киберпреступности. Первую и вторую строчки в нем заняли Россия и Украина.

18 марта
Игорь Байдов

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

Николай Ц.
11.12.2022
-
1
+
"или корпусов космических кораблей." – тяжеловат будет для корпусов космических аппаратов. Тем более там не требуются такие прочностные свойства материала.
    Boris
    11.12.2022
    -
    0
    +
    Комментарий удален пользователем или модератором...
    +
      ещё комментарии
      Николай
      11.12.2022
      -
      1
      +
      Спасибо, как-то не смотрел плотность стали Масковского аппарата. Тогда по плотности, действительно, примерно как эта сталь и получится. Но это дешёвая нержавейка для кастрюль и раковин, и её свойств вполне достаточно.
-
0
+
"Сплав получил название CrCoNi" -- это аббревиатура, а читается-то, извиняюсь, как?!
    Анна
    11.12.2022
    -
    0
    +
    Полагаю, правильно читать "хромкобальтникель". :) Во всяком случае, химические символы читаются именно так. Но можно "хркони".
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: