Кусочек нового серебряного сплава в руках соавтора исследования Фредерика Сансоза
Все металлы обладают дефектами структуры, которые в конечном итоге сказываются на их прочности – чем больше дефектов в металле, тем он более мягкий или ломкий. Для решения этой проблемы ученые создают новые металлические сплавы . Такой подход позволяет получать более прочные металлические соединения, но в то же время приводит к потере показателя их электропроводности. А это в свою очередь ограничивает возможности использования новых сплавов в различных задачах. Последнее открытие американских ученых предлагает решение этого вопроса. Об открытии сообщается в статье, опубликованной журналом Nature Materials.
Электропроводность – свойство материала проводить электрический ток. Имеет очень важное значение при производстве различной электроники.
Авторами открытия стали исследователи из Вермонтского университета, которые разработали механизм производства новых сплавов, позволяющий делать металлы намного прочнее, но в то же время сохранять их электропроводность.
Как создать прочный и электропроводящий металл
Решение проблемы оказалось на удивление довольно простым. Для примера ученые на наноуровне смешали следовое (другими словами, очень незначительное) количество меди с серебром и в результате смогли получить самый прочный серебряный сплав — он на 42 процента прочнее любого серебряного сплава из существующих сегодня. Но и это не самое главное. Главное заключается в том, что став прочнее, серебро при этом не потеряло своего свойства электропроводности. Напомним, что серебро само по себе обладает самым высоким показателем электропроводности среди металлов.
Модель атомной структуры зерен (частиц) серебра с вкраплениями меди (отмечены зеленым), которая заполняет дефекты металла
Благодаря новому методу производства ученым удалось преодолеть так называемый теоретический предел Холла-Петча, который сохранялся в течение последних 70 лет. Его еще называют законом Холла-Петча. Согласно этому пределу, чем меньше становятся зерна (частицы) металла, тем прочнее становится структура вещества. Однако существует некоторое ограничение. Когда зерна металла становятся слишком маленькими – размером несколько нанометров – границы этих зерен становятся нестабильными, начинаются двигаться и деформироваться, что приводит к тому, что металл снова «размягчается».
Также интересно: Ученые открыли металл для создания электроники будущего
Ученые смогли преодолеть этот предел, создав то, что они называют «нанокристаллическим нанотонированным металлом». Так как атомы меди по размерам несколько меньше атомов серебра, то они способны проникать в дефекты структуры на границах зерен серебра. Это предотвращает дефекты его структуры от движения, делая металл прочнее. В то же время частицы меди не создают проблем для движения электронов через серебро, позволяя металлу сохранять его электропроводность.
Это новый класс материалов и мы только начинаем понимать, как они работают, — комментирует Фредерик Сансоз.
По словам исследователей, новый подход в производстве сплавов может применяться не только для серебра, но и для других металлов. Что же касается сферы использования, то новый метод может однажды эффективно применяться, например, при производстве более эффективных солнечных панелей , более легких фюзеляжей для самолетов и даже при строительстве более надежных ядерных электростанций. Думается, это не единственные варианты использования. Если среди наших читателей имеются свои идеи, изложить их можно в нашем Telegram-чате .
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News
Top News
-
Ислом Махачев 2024 йилда иккинчи камар учун жанг қилиши мумкин
Енгил вазн тоифасида UFC чемпиони Ислом Махачев жорий йилда иккинчи камарни ҳам қўлга киритиши мумкин.
-
Qozog‘istonda ichida O‘zbekiston fuqarolari bo‘lgan avtomobil yonib ketdi.
Ikki kishi shifoxonaga yotqizilgan..
-
O‘zbekistonda 10 iyun kuni qanday ob-havo kutilayotgani ma’lum qilindi.
Janubiy hududlarda havo harorati 41 darajagacha ko‘tariladi..
-
Ўзбекистон U19 Хитой билан дуранг ўйнади (видео)
Хитойдаги халқаро турнирда иштирок этаётган Ўзбекистон ёшлар (U19) терма жамоаси кеча мусобақанинг 2-тури доирасида Хитойга қарши ўйинда майдонга...
-
Toshkent viloyatida 14 yoshli o‘smir kanalda cho‘kib ketdi.
Hozirda hodisa yuzasidan Bekobod tumani prokuraturasi tomonidan tergovga qadar tekshiruv harakatlari olib borilmoqda..
-
Samarqandda talabani yakuniy test imtihonlaridan o‘tkazishni va’da qilib 2 ming dollar olgan yigit ushlandi.
Surishtiruv jarayonlarida U.T. fuqarodan olgan 2 000 dollarning 700 dollarini o‘zida olib qolib, qolgan 1 300 dollarini jinoiy sherigi Bobur ismli...