“Chúng tôi tính riêng những hiệu ứng mà những nguyên tố khác nhau trong hợp kim có trên năng lượng của cấu trúc, và tìm cách nhận ra những nguyên tố nào có thể làm ổn định các ranh giới [r]
(1)Hợp kim kết tinh nano chịu nhiệt cao
Sử dụng kết hợp gồm thí nghiệm mơ nhiệt động lực học phân tích, nhà nghiên cứu Mĩ vừa tạo hợp kim kết tinh nano gốc tungsten bền nhiệt độ 1000oC
Các hợp kim kết tinh nano chịu nhiệt độ cao đột phá dẫn tới phát triển chất liệu vừa bền vừa chịu nhiệt cao
Sau tuần 1100oC, tungsten kết tinh nano (trái) cấu trúc hạt nano kết thành cỡ micron (ảnh trên
bên phải) Bằng cách pha với titanium, tungsten giữ kích cỡ hạt kết tinh nano điều kiện tương đương (ảnh bên phải) (Ảnh: T Chookajorn, H Murdoch C Schuh)
Các kim loại gồm hạt kết tinh nano – tinh thể nhỏ xíu chừng hàng chục nano mét bề ngang – cứng nhiều so với kim loại chứa cấu trúc lớn cỡ micron Thật không may, chất liệu kết tinh nano bền Một vấn đề hạt nhỏ xíu lớn lên hợp với nhiệt độ cao – làm kim loại mềm Đây tượng đáng hoan nghênh, trình luyện kim loại người ta thường sử dụng nhiệt độ cao Mặc dù nhà nghiên cứu cố gắng nghĩ phương pháp tránh tăng kích cỡ hạt khơng mong muốn thế, chưa có giải pháp thỏa mãn tìm thấy
(2)Ngành cơng nghiệp cố gắng chế tạo hợp kim có hạt kết tinh ngày nhỏ hơn, tự nhiên nghiêng trạng thái lượng thấp, nghĩa nghiêng tinh thể lớn
Từ tính tốn họ, đội nghiên cứu MIT tổng hợp thành công hợp kim thiết kế sử dụng kết hợp thích hợp kim loại khác với tỉ lệ xác định trước Các nhà nghiên cứu khảo sát hỗn hợp kim loại thường khơng tìm thấy chung với chưa tạo trước đây, cho dù phịng thí nghiệm Ví dụ, nghiên cứu sơ hợp kim tungsten, họ xét kết hợp 12 nguyên tố khác nhau, bao gồm titanium, chromium, đồng, bạc tám nguyên tố khác “Các phương pháp thông thường thiết kế hợp kim thường khơng tính đến ranh giới hạt mà tập trung vào chỗ kim loại khác tương thích nào,” Schuh giải thích “Tuy nhiên, ranh giới hạt lại then chốt việc tạo tinh thể nano bền, nên định xét đến ranh giới tính tốn mình.”
Một hợp kim đặc biệt xây dựng tungsten titanium đội nghiên cứu tạo có hạt titanium kích cỡ 20 nm Họ nhận thấy bền tuần nhiệt độ cao đến 1100oC giữ vững độ cứng ngoại hạng
suốt thời gian Do đó, người ta sử dụng ứng dụng cần đến chịu nhiệt cao, ví dụ ngành công nghiệp chế tạo máy xe bọc thép
“Phương pháp luận mà phát triển nghiên cứu dễ dàng khai thác để tạo chất liệu cấu trúc nano khác có chất lượng tương đương chí cứng bền hơn, cịn có tính chất đáng khao khát khác chóng bào mịn,” Schuh nói “Việc tìm hợp kim gần phương pháp thử-sai thông thường chúng tơi tính kết hợp kim loại hiệu kết hợp không,” phát biểu Heather Murdoch Tongjai Chookajorn, hai thành viên khác đội MIT
Đội nghiên cứu tích cực phân tích chi tiết xem làm mở rộng phương pháp lí thuyết họ cho nhiều hợp kim cấu trúc khác