Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

3D tlačiteľná zliatina 5 kovov je mimoriadne pevná, no zároveň aj tvárna

3D tlačiteľná zliatina 5 kovov je mimoriadne pevná, no zároveň aj tvárna
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
11. 8. 2022
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

S novými výrobnými technikami prichádza príležitosť pre úplne nové kovové zliatiny s obrovským rozsahom možných vlastností. Tím výskumníkov z Georgia Tech teraz vyvinul novú 3D-tlačiteľnú zliatinu so špecifickou nanoštruktúrou, vďaka ktorej je mimoriadne pevná a tvárna.

Väčšina bežných zliatin, ako napríklad nehrdzavejúca oceľ alebo bronz, sa vyrába z jedného primárneho kovu zmiešaného s menším množstvom iných prvkov. Ale nová trieda materiálov známa ako vysoko-entropické zliatiny (High Entropy Alloys - HEA) zahŕňa miešanie piatich rôznych prvkov v približne rovnakom pomere. Výsledné zliatiny majú zaujímavé a užitočné vlastnosti, napríklad vysoký pomer pevnosti a hmotnosti a tuhosť, ktorá rastie s teplotou.

Nová štúdia sa zameriava na HEA obsahujúce hliník, kobalt, chróm, železo a nikel v rovnakom pomere. S touto konkrétnou zmesou sa experimentuje už niekoľko rokov, ale tím ju vyrobil pomocou techniky laserovej fúzie v práškovom lôžku, ktorá na ňu doteraz nebola použitá. V podstate sa práškové formy pôvodných kovov položia na povrch a potom sa otryskávajú vysokovýkonným laserom, ktorý spôsobí ich rýchle roztavenie a opätovné spevnenie.

Umelecké stvárnenie viacnásobných nanoštruktúr novej vysoko-entropickej zliatiny.

Táto technika, ktorá je formou 3D tlače, dáva výslednej zliatine úplne inú mikroštruktúru, než akú získava pri iných výrobných metódach. Tím ju opisuje, že vyzerá ako sieť so striedajúcimi sa vrstvami rôznych kubických kryštalických štruktúr. Vďaka tomu má HEA medzu klzu približne 1,3 gigapascalu, čo je takmer trikrát pevnejšie, ako keď sa vyrába bežnými metódami odlievania. Zároveň je HEA aj tvárnejšia, čo je protikladom bežného kompromisu.

„Táto nezvyčajná mikroštruktúra atómového preskupenia dáva vzniknúť ultravysokej pevnosti, ako aj zvýšenej ťažnosti, čo je nezvyčajné, pretože zvyčajne silné materiály bývajú krehké,“ povedal Wen Chen, vedúci výskumník štúdie. „Pre mnohé aplikácie je kľúčová kombinácia pevnosti a ťažnosti. Naše zistenia sú originálne a vzrušujúce tak pre materiálovú vedu, ako aj pre inžinierstvo“.

Vďaka tejto špecifickej kombinácii pevnosti a ťažnosti by táto zliatina mohla byť užitočná pre výrobu komponentov v letectve, energetike, doprave alebo iných technických oblastiach.

Výskum bol uverejnený v magazíne Nature.