Металеві скла за міцністю порівнялися із сталлю

13/06/2009

Американські учені значно підвищили пластичність особливого класу матеріалів - масивних металевих склів, внаслідок чого вони практично порівнялися за міцністю з кращими сплавами титану і стали, повідомляє портал PhysicsWorld з посиланням на статтю в журналі Nature.

Масивні металеві скла (ММС) містять металеві зв'язки і, подібно до металів, є провідниками, але за структурою близькі до скла: їх атоми не впорядковані. Невпорядкована структура не містить дефектів, тому при згині або стисненні ММС переносять великі навантаження, не ламаючись. При розтягуванні їх, проте, дотепер підводила низька пластичність: частини тіла починали зміщуватися щодо один одного, створюючи так звані смуги ковзання, які швидко перетворювалися на тріщини.

Учені з Каліфорнійського технологічного інституту вирішили справитися з цією проблемою, вводячи в гарячий розплав ММС речовини, які при застиганні утворюють дісперговані (розсіяні) кристали, або "дендріти". Дендріти утримують смуги ковзання, не даючи їм стати тріщинами. Ідея дендрітів з'явилася давно, але каліфорнійській групі вдалося визначити важливі критерії, яким вони повинні відповідати: бути не менше максимально можливої довжини смуги ковзання і бути м'якшими від самого ММС.

Група готувала ММС з титану, цирконію, ніобію, міді і берилію. При температурі розплаву 800-900 градусів Цельсія дендріти титану, цирконію і ніобію можуть розростатися до істотних розмірів. У міру їх зростання в склоподібній фазі ММС зростає частка берилію і міді, які дендріти не утворюють. Коли частка берилію досягає третини, система приходить в рівновагу і дендріти більш не ростуть. Регулюючи початкову кількість берилію, можна добиватися різних співвідношень маси склоподібної фази і фази дендрітів.

У результаті ММС з великою кількістю дендрітів демонструють високу пластичність, переносячи приблизно такі ж навантаження, як і кращі сплави заліза, сталі і титану.

Повернутися до списку публікацій



Останні новини

Статті

Попередні публікації