Alle metaller har strukturelle fejl, der i sidste ende påvirker deres styrke – flere fejl i metal, det er mere blødt eller sprødt. For at løse dette problem, kan forskerne skabe nye metal-legeringer. Denne fremgangsmåde giver os mulighed for at opnå en mere stabil metal-forbindelser, men på samme tid fører til tab af øget deres elektriske ledningsevne. Og dette, igen, begrænser mulighederne for anvendelse af nye legeringer i forskellige opgaver. Nylige opdagelse af Amerikanske forskere, og tilbyder en løsning på dette problem. Om opdagelsen, der er rapporteret i den artikel, der er offentliggjort af tidsskriftet Nature Materials.
Et stykke af den nye sølv legering i hænderne af research associate Frederik Santosa
Ledningsevne – ejet af et materiale til at føre elektrisk strøm. Er meget vigtigt i produktionen af forskellige elektronik.
Forfatterne af opdagelsen var forskere fra University of Vermont, der har udviklet den mekanisme af produktion af nye legeringer, der giver mulighed for at gøre metallet meget stærkere, men på samme tid at opretholde deres ledningsevne.
Hvordan at skabe en stærk og elektrisk ledende metal
Løsningen var overraskende ganske enkel. For eksempel, forskere på nanoniveau blandet spor (med andre ord, meget lille) mængden af kobber, sølv og som følge heraf var i stand til at opnå holdbare sølv legering — det er 42 procent stærkere end sølv legering, der findes i dag. Men det er ikke det vigtigste. Det vigtigste er, at ved at blive stærkere, mens sølv har ikke mistet dens ejendomme af elektrisk ledningsevne. Husk på, at sølv i sig selv har den højeste ledningsevne blandt metaller.
Model af den atomare struktur af korn (partikler) af sølv med stænk af kobber (markeret med grønt) påfyldning fejl i metal
Takket være en ny metode til produktion, forskere var i stand til at overvinde den såkaldte teoretiske grænse af Hall-Petch, som blev fastholdt i de sidste 70 år. Det kaldes loven af Hall-Petch. Under denne grænse, jo mindre korn (partikler) af metal, jo stærkere bliver strukturen i sagen. Der er dog nogle begrænsninger. Når kornet af metal bliver for små – på størrelse med et par nanometer – afgrænsningen af disse kerner bliver ustabile og begynder at bevæge sig, og deformere, hvilket fører til, at metal-igen “blødgjort”.
Også interessant: Forskere har opdaget en metal til at skabe elektronik i fremtiden
Forskere har været i stand til at overvinde denne grænse ved at skabe, hvad de kalder “nanokrystallinske anotherbeanname metal”. Som kobber atomer størrelse er noget mindre af sølv atomer, de er i stand til at trænge ind i den struktur fejl i korngrænserne af sølv. Dette forhindrer fejl i sin struktur fra bevægelse, hvilket gør metallet stærkere. På samme tid, partikler, af kobber, ikke skaber problemer for bevægelse af elektroner gennem den sølv, så metallet til at bevare sin elektriske ledningsevne.
Denne nye klasse af materialer, og vi er kun begyndt at forstå, hvordan de arbejder, siger Frederic Sansoz.
Ifølge forskerne vil den nye metode i produktion af legeringer, som kan bruges ikke kun til sølv, men også for andre metaller. Med hensyn til omfanget af brugen, den nye metode kan man i dag anvendes effektivt, for eksempel, i produktionen af en mere effektiv solpaneler, lettere skrogene til fly og selv opførelsen af en mere pålidelig kernekraftværker. Jeg tror, dette er ikke den eneste brug. Hvis nogle af vores læsere har deres egne ideer, Udtrykke dem i vores Telegram chat.