据报道,一个新的合金嗜冷特性是有史以来最艰难的金属合金,根据一组伯克利实验室研究人员。
纳米桥形成
新合金的秘密惊人的韧性是出现在电影这个透射电子显微镜显示纳米级桥梁越来越多裂纹的形成。这些桥梁抑制裂纹的增长,是一个科学家所识别的几种机制,使合金的韧性和强度。(来源:伯克利实验室)
团队已经确定多个机制,使这种新材料极其艰难。
合金是由铬、锰、铁、钴和镍,所以被称为CrMnFeCoNi的团队。在室温下,这种合金是非常强大和艰难,展示属性如极高的抗拉强度、延性和抗断裂。
这个特殊的合金的有趣的方面是,温度越低,强硬和变得更强,使其潜在的材料在低温应用程序中使用液化天然气储罐等。
伯克利实验室团队仔细研究这种材料应变使用透射电子显微镜下发现了它的秘密。顺序获得的图像显示许多纳米机制激活的合金,在一起能够抵抗任何损害的蔓延。
这些机制包括包括桥梁裂缝发展,从而阻碍其传播。这种裂纹桥接是一个著名的增韧机制在陶瓷和复合材料等材料,但是以前并没有观察到无钢筋金属。欧洲杯足球竞彩
这一突破性的研究有望成为未来研究发展的基础金属材料与无与伦比的损害宽容。欧洲杯足球竞彩这项研究的结果发表在《自然通讯》杂志上。
“我们分析了合金在先前的研究中,发现惊人的属性:高韧性和强度,在材料通常是相互排斥的,”罗伯特·里奇说,科学家与伯克利实验室的材料科学部门领导这项研究与中国浙江大学的钱于和其他几个科学家。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
“在这项研究中,我们使用TEM研究合金在纳米尺度上看到发生了什么,”里奇说。
的变形阻力称为材料的强度,和材料的抗断裂称为韧性。是很不寻常的材料具有强度和韧性,所以CrMnFeCoNi脱颖而出。这种类型的合金称为熵合金,因为它主要是由一个简单的固溶体相并显示高混合熵。
早在2014年,里奇和他的团队发现,当CrMnFeCoNi变形在很冷的温度下,这一过程称为“孪生”发生时,在相邻的结晶区域复制的形成。材料的强度和韧性很可能在一定程度上是由于这孪生,但除了裂纹桥梁、双晶材料在室温下不发生。然而,合金的强度和韧性仍是无与伦比的。
“如果我们没有看到孪生在室温下,那么其他机制给合金这些神奇的属性吗?”里奇问道。
一系列紧张的实验在室温下合金上同时使用透射电子显微镜观察。延时图像显示两个事件涉及剪切应力:推进部分混乱的能力增强延性;缓慢的理想的混乱,增加材料的强度。
另一个事件,是注意到相关部分混乱称为“三维堆垛层错的缺陷”,在改变发生在3 d的原子排列在一个地区。
这些缺陷实际上是大障碍错位,对裂缝的发展类似于堆砖头,这使合金具有前所未有的韧性。
咀嚼的纳米级版本大太妃糖粘在一起,牙齿也拍出来的照片,在微小的桥梁变形的孪生现象产生裂纹,这有助于阻止裂纹得到任何更多。
“这些桥梁在增强陶瓷复合材料,是常见的“里奇说。“我们的研究发现,所有的这些纳米机制共同努力,使合金的韧性和强度。”
美国能源部科学办公室的部分资助的这项研究。欧洲杯线上买球