Bristol Üniversitesi araştırmacıları, -250 °C’nin altındaki sıcaklıklarda artan mukavemet sergileyen bir alaşımda şimdiye kadar keşfedilen en güçlü maddeyi buldu. Science dergisinde yayınlanan sonuçlar, krom-kobalt-nikel alaşımının kriyojenik sıcaklıklarda yüksek bir kırılma tokluğu sergilediğini ve Dünya’daki ve uzaydaki zorlu ortamlarda uygulanması için kapıyı açtığını gösteriyor.
Diğer nano ölçekli mekanizmalarla eşleştirildiğinde, çatlakların oluşmasını ve yayılmasını önleyerek bu özel metal karışımının davranışından bir faz dönüşümü sorumludur.
Çalışmanın başyazarı Bristol Fizik Okulu’ndan Dr. Dong Liu şunları söyledi: “Bu gerçekten ilginç çünkü çoğu alaşım sıcaklık düştükçe daha kırılgan hale gelir. İkinci Dünya Savaşı sırasında Titanik’in ve Özgürlük Gemisi’nin batışını örnek veriyorum; her ikisi de metallerin düşük sıcaklıklarda sünekliklerini kaybetmeleri nedeniyle meydana geldi.
“Mukavemet ve tokluk kavramları sıklıkla birbirine karıştırılır. Dünyanın en güçlü malzemeleri hangileridir diye Google’da aratabilirsiniz. En üst satırdaki ilk kelime elmas olacaktır. Elmas şimdiye kadar keşfedilmiş en sert maddedir, ancak sertlik tipik olarak bir malzemenin gücüyle ilişkilendirilir; elmas son derece sert ve güçlü olsa da sert değildir.
Nükleer basınçlı kaplar gibi yapılar için iyi süneklik ve tokluğa sahip daha az sert metallere ihtiyaç vardır çünkü hasara dayanabilmeleri gerekir. Bu metaller, özellikle hayati önem taşıyan uygulamalar için gerekli olan nihai kırılmadan önce uyarı sağlar.
Dr. Liu sözlerine şöyle devam etti: “Bu CrCoNi malzemesi, 20 Kelvin’e kadar soğuduğunda mukavemet ve tokluk açısından bozulmadığı için uzayda ve dünya ve diğer gezegenlerdeki soğuk yerlerde çeşitli olası kullanımlar için yapısal veya yük taşıyıcı bileşenler olarak potansiyel olarak kullanılabilir.
“Ayrıca, gelişmiş tokluk ve mukavemetin altında yatan mekanizmaları belirledik. Dolayısıyla bilim insanları ve mühendisler bu yöntemleri daha iyi malzemeler yaratmak için bir tasarım kılavuzu olarak kullanabilirler.
Şimdi, Dr. Liu ve ekibi, 20 Kelvin’de bu malzemedeki sertleşme mekanizmalarının ardışıklığının temel nedenlerini daha da çözmek için en son deneysel ve modelleme tekniklerini uygulamayı planlıyor. Araştırmacılar, yüksek entropili alaşımların başka çeşitlerinin de benzer davranışlar sergileyip sergilemeyeceğini görmek için onları da incelemek istiyor.
Dr. Liu’ya göre, bu malzemenin 20K’daki sertliğini test eden deneyin planlanması ve tamamlanması birkaç yıl sürdü. Zorlu ortamlardaki malzemeleri değerlendirme konusundaki kapsamlı bilgi ve becerimiz deneyin başarısına büyük katkı sağladı.
Kaynak: bristol.ac.uk/news – 8 Şubat 2023
