Южнокорейские ученые создали новый «суперсплав»
Легкие, но при этом прочные материалы получили очень широкое распространение на мировом рынке. Они востребованы и активно используются в автомобильной и авиационной промышленности. Научные исследования в этой области ведутся постоянно. Вот и сейчас группа ученых из Южной Кореи смогла создать материал, который по своим свойствам не уступает титану или углепластику, но при этом обходится в 10 раз дешевле, что, разумеется, отразится на стоимости готовых машин или устройств из данного сплава.
Южнокорейские разработчики уверены в том, что уже в ближайшем будущем их сплав можно будет использовать в массовом производстве, к примеру, в автомобильной промышленности. Ученым остается решить лишь проблему с окислением созданного металла, так как для их инновационного сплава нельзя применять обыкновенные силикатные антикоррозионные покрытия, которые подходят для традиционной стали.
Чтобы создать новый материал, команде, представляющей Университет науки и технологии Пхохана, пришлось заниматься решением проблемы, которая встала перед инженерами-материаловедами еще несколько десятилетий назад. Так, в 70-х годах прошлого века ученые в СССР обнаружили, что добавление к стали алюминия в процессе ее варки позволяет на выходе получить более легкий и крепкий металл, однако такой сплав получался очень хрупким. Да, для того чтобы достигнуть пределов его прочности вам пришлось бы применить очень большое усилие, но, достигнув этого предела, сталь просто крошилась и ломалась вместо того, чтобы гнуться.
Над усовершенствованием свойств стали ученые работают уже давно. Проблемой стали признается то, что она крайне тяжела, хотя и обладает отличной прочностью и ценой. Однако из-за своих весовых характеристик она малопригодна для постройки летательных аппаратов, хотя достаточно широко применяется в автомобильной промышленности, даже несмотря на низкие показатели топливоэффективности выпускаемых машин.
Очевидным решением и выходом из ситуации являются работы по снижению веса стали — сплавка ее с легким и дешевым алюминием. Однако не все так просто, такой путь ведет к появлению вполне определенной проблемы. Все дело в том, что при создании такого металла, фактически речь идет о сплаве железа, алюминия и углерода — атомы железа и алюминия иногда сливаются в довольно странные формы, образуя плотные кристаллические структуры, которым было присвоено определение — B2. Данные структуры отличаются повышенным уровнем прочности, но при этом очень хрупкие. Для того, чтобы преодолеть данное препятствие, южнокорейский автор нового материала Хану Ким принял решение воздействовать на структуру сплава стали-алюминия при помощи современных нанотехнологий.
Ключом к решению проблемы стало добавление в уже известный сплав некоторого количества никеля. Никель хорошо реагирует с алюминием, образуя кристаллы В2 очень небольших размеров — всего несколько нанометров, которые формируются внутри и между зерен стали. Они становятся устойчивы к сдвигу, а также не ломаются, когда к сплаву прилагают существенную силу. Это позволяет избежать возникновения и расширения в металле микротрещин, что обеспечивает ему невероятную прочность. А алюминий в составе дает сплаву необходимую легкость.
Ученые из Южной Кореи определили, что если кристаллы В2 распределять равномерно по металлу, то он будет очень устойчив к расщеплению. После нескольких лет работ им удалось создать сплав, который оказался на 13% менее плотным, чем сталь и имеющим такое же соотношение веса и прочности, как титановые сплавы. Команда южнокорейских ученых представила результаты своих исследовательских работ на страницах журнала Nature.
Пока что представленная технология используется только в лабораториях и носит экспериментальный статус, но вполне возможно, что через определенный промежуток времени (непродолжительный) она сможет реально использоваться в производстве. А это откроет доступ к не только более дешевым и более прочным автомобилям и самолетам, но и так любимым некоторыми эстетами металлическим смартфонам, сделав цены на них более демократичными. В настоящее время корейские специалисты ведут переговоры с одним из старейших в мире производителей стали — компанией POSCO (наиболее прибыльная сталеплавильная компания в Азии, второй в мире производитель стали по рыночной стоимости) — о запуске нового вида «суперстали» в массовое производство.
Источники информации:
http://gearmix.ru/archives/18101
http://www.popmech.ru/science/55078-osminog-demonstriruet-neveroyatnyy-kamuflyazh
http://nauka24news.ru/?p=6312
http://www.rosbalt.ru/style/2015/02/06/1365470.html
Южнокорейские разработчики уверены в том, что уже в ближайшем будущем их сплав можно будет использовать в массовом производстве, к примеру, в автомобильной промышленности. Ученым остается решить лишь проблему с окислением созданного металла, так как для их инновационного сплава нельзя применять обыкновенные силикатные антикоррозионные покрытия, которые подходят для традиционной стали.
Чтобы создать новый материал, команде, представляющей Университет науки и технологии Пхохана, пришлось заниматься решением проблемы, которая встала перед инженерами-материаловедами еще несколько десятилетий назад. Так, в 70-х годах прошлого века ученые в СССР обнаружили, что добавление к стали алюминия в процессе ее варки позволяет на выходе получить более легкий и крепкий металл, однако такой сплав получался очень хрупким. Да, для того чтобы достигнуть пределов его прочности вам пришлось бы применить очень большое усилие, но, достигнув этого предела, сталь просто крошилась и ломалась вместо того, чтобы гнуться.
Над усовершенствованием свойств стали ученые работают уже давно. Проблемой стали признается то, что она крайне тяжела, хотя и обладает отличной прочностью и ценой. Однако из-за своих весовых характеристик она малопригодна для постройки летательных аппаратов, хотя достаточно широко применяется в автомобильной промышленности, даже несмотря на низкие показатели топливоэффективности выпускаемых машин.
Очевидным решением и выходом из ситуации являются работы по снижению веса стали — сплавка ее с легким и дешевым алюминием. Однако не все так просто, такой путь ведет к появлению вполне определенной проблемы. Все дело в том, что при создании такого металла, фактически речь идет о сплаве железа, алюминия и углерода — атомы железа и алюминия иногда сливаются в довольно странные формы, образуя плотные кристаллические структуры, которым было присвоено определение — B2. Данные структуры отличаются повышенным уровнем прочности, но при этом очень хрупкие. Для того, чтобы преодолеть данное препятствие, южнокорейский автор нового материала Хану Ким принял решение воздействовать на структуру сплава стали-алюминия при помощи современных нанотехнологий.
Ключом к решению проблемы стало добавление в уже известный сплав некоторого количества никеля. Никель хорошо реагирует с алюминием, образуя кристаллы В2 очень небольших размеров — всего несколько нанометров, которые формируются внутри и между зерен стали. Они становятся устойчивы к сдвигу, а также не ломаются, когда к сплаву прилагают существенную силу. Это позволяет избежать возникновения и расширения в металле микротрещин, что обеспечивает ему невероятную прочность. А алюминий в составе дает сплаву необходимую легкость.
Ученые из Южной Кореи определили, что если кристаллы В2 распределять равномерно по металлу, то он будет очень устойчив к расщеплению. После нескольких лет работ им удалось создать сплав, который оказался на 13% менее плотным, чем сталь и имеющим такое же соотношение веса и прочности, как титановые сплавы. Команда южнокорейских ученых представила результаты своих исследовательских работ на страницах журнала Nature.
Пока что представленная технология используется только в лабораториях и носит экспериментальный статус, но вполне возможно, что через определенный промежуток времени (непродолжительный) она сможет реально использоваться в производстве. А это откроет доступ к не только более дешевым и более прочным автомобилям и самолетам, но и так любимым некоторыми эстетами металлическим смартфонам, сделав цены на них более демократичными. В настоящее время корейские специалисты ведут переговоры с одним из старейших в мире производителей стали — компанией POSCO (наиболее прибыльная сталеплавильная компания в Азии, второй в мире производитель стали по рыночной стоимости) — о запуске нового вида «суперстали» в массовое производство.
Источники информации:
http://gearmix.ru/archives/18101
http://www.popmech.ru/science/55078-osminog-demonstriruet-neveroyatnyy-kamuflyazh
http://nauka24news.ru/?p=6312
http://www.rosbalt.ru/style/2015/02/06/1365470.html
Информация