Невероятно прочный: новый сплав устойчив к разрушению
Спрос на новые виды материалов только растёт. К сожалению, не существует металлов, которые являются пластичными, прочными, растяжимыми и устойчивыми к повреждениям одновременно. Как правило, результат будет компромиссом, например, между прочностью материала и его способностью к растяжению. На помощь приходит изменение самого процесса производства.
Обычно металлурги добавляют небольшие количества других металлов к основному (например, так производят сталь — это железоуглеродистый сплав). Но все чаще металлурги применяют новый подход — берут несколько разных основных металлов в разных количествах. Сплавы, в которых используются три металла и более, называют сплавами с несколькими основными элементами (MPEA).
В исследовании, опубликованном в журнале Science, показан новый тип MPEA, имеющий «многомасштабные пространственные неоднородности». В частности, использовались сплавы, плавящиеся и затвердевающие при температуре ниже точек плавления каждой из составляющих — эвтектические высокоэнтропийные сплавы. С их помощью возможно создать двухфазный структурированный сплав.
Конкретно сплав алюминия, железа, кобальта и никеля затвердевает в виде микрорельефа в виде «елочки», который очень устойчив к разрушению. Его секрет — в двухфазности. Трещины, что сформировались в жесткой фазы, останавливались на границе с мягкой фазой — микрорельеф в виде елочки помог в распределении нагрузки. Это придало готовому сплаву не только очень высокую устойчивость к разрушению, но и утроило максимальное удлинение сплава.
Интернациональная команда исследователей создала двухфазный сплав, чрезвычайно устойчивый к разрушению.