世界最強の合金を生み出した

ローレンス・バークレー国立研究所(バークレー研究所)とオークリッジ国立研究所の研究者

研究所は金属の性質を研究しましたクロム、コバルト、ニッケルの合金 - CrCoNi。彼らは新しい合金の靱性を測定したところ、その靱性が過去最高であることが判明した。また、この材料は延性が高く、永久変形に対する優れた耐性を備えていることもわかりました。

建設資材は次のとおりです。耐久性があるだけでなく、プラスチックでもあり、破壊にも耐性があります。研究著者らも指摘しているように、通常は妥協が必要です。ただし、新しい資料では 3 つの指標がすべて組み合わされています。その驚くべき特性の 1 つは、低温でもろくなる代わりに強度が増加することです。

この合金は高エントロピーのサブグループに属します金属のクラス (HES)。従来の合金とは異なり、各構成元素を均等に混合して作られています。そこでは、1 つの要素が残りの要素を「支配」します。これにより、最終的に、材料に荷重下での強度と延性の高い組み合わせが得られます。

金属は印象的なパフォーマンスを持っています衝撃の強さ。金属の衝撃強度とは、衝撃荷重の影響下での変形および破壊の過程での運動エネルギーを吸収する材料の能力であることを思い出してください。一般に、塑性変形および非塑性変形が発生する可能性があります。

液体温度付近での CrCoNi の衝撃強度ヘリウム (20 ケルビン、-253.15 °C) は 500 MPa*m (メガパスカル/メートル) に達します。同じ単位では、シリコン片の衝撃強度は 1 に等しく、旅客機のアルミニウム フレームは約 35、一部の種類の鋼鉄は約 100 です。「間違いなく 500 という数字は信じられないほどの数字です」と研究者らは書いています。

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表紙に:顕微鏡画像は、20 ケルビンでの応力試験中の CrCoNi 合金の破壊軌跡とそれに伴う結晶構造の変形をナノメートルスケールで示しています。
クレジット: Robert Ritchie/Berkeley Lab