جنرال لواء

معادن متفوقة من خلال المخالفات بين Nanotwins


وجد فريق من الباحثين من جامعة براون ومعهد أبحاث المعادن في الأكاديمية الصينية للعلوم أنه يمكن زيادة قوة المعادن بشكل كبير عن طريق تغيير الحدود النانوية داخل التركيب الذري للمعدن. يفتح البحث إمكانيات جديدة في تطوير مواد عالية الأداء.

ما هو في الواقع Nanotwin؟

يمكن تعريف Nanotwins في علم المعادن على أنها الحدود الخطية الدقيقة التي تحد الشبكة الذرية للمعادن التي لها هياكل بلورية متشابهة على أي سطح. كشفت دراسة nanotwins أن هذه النانو في المعادن يمكن أن تساعد في تثبيت العيوب التي تنشأ بسبب الإجهاد المستمر على المستوى الذري.

وهكذا تقيد النانوية تراكم العيوب المرتبطة بالتعب في المعدن.

تشرح الورقة البحثية المنشورة في مجلة Science كيف يمكن أن يؤدي التغيير في التباعد بين حدين مزدوجين متماثلين إلى تطورات ملحوظة في المعدن ، وبالتالي تضخيم قوة المعدن ومتانته. يتعارض هذا الاكتشاف الجديد مع فكرة التباعد المنتظم عبر طول المعدن بالكامل ويظهر أن المخالفات يمكن في الواقع أن تعزز صلابة ذرات المعدن.

نقل البروفيسور هواجيان جاو ، الرئيس المشارك للعمل البحثي في ​​كلية براون للهندسة ، أن هذا الاختراع الجديد سيفتح أبوابًا لتكنولوجيا التصنيع الجديدة التي ستنتج مواد ذات مرونة ومتانة متزايدة.

قال جاو: "يتعامل هذا العمل مع ما يُعرف بمادة التدرج ، أي مادة يوجد فيها بعض الاختلاف التدريجي في تركيبتها الداخلية". "المواد المتدرجة هي منطقة بحث ساخنة لأنها غالبًا ما يكون لها خصائص مرغوبة مقارنة بالمواد المتجانسة. في هذه الحالة ، أردنا معرفة ما إذا كان التدرج اللوني في تباعد النانوية ينتج خصائص جديدة.

التجربة وملاحظاتها

أظهر فريق البحث بقيادة البروفيسور جاو وزملاؤه بالفعل أن النانو في المعادن يمكن أن تزيد من إمكانات المادة. على سبيل المثال ، أظهر Nanotwins Copper عند مقارنته بالنحاس القياسي العادي قوة أعلى بكثير مع زيادة غير استثنائية في المرونة للتعب.

ومع ذلك ، فإن الدراسة ليست سوى بداية البحث لفحص عواقب التباعد غير المنتظم في النانو.

في التجربة ، أنتج الفريق أربعة مكونات مختلفة ، مع مسافات نانوية متميزة. شكلت العينات نسبًا مختلفة من أربعة مكونات تم تنظيمها بترتيب مختلف عبر عرض العينة.

تم فحص قوة هذه العينات بناءً على كل عينة مركبة وأيضًا على أساس قوة المكونات. كشف الاختبار أن جميع المركبات كانت أقوى بكثير من المتوسط ​​المجمع للمكونات الأربعة.

كشفت بعض الاختبارات الأخرى عن حقيقة أن المركبات لديها معدلات أعلى من تصلب العمل.

لفهم عمل النانو بشكل أكبر ، تم استخدام محاكاة الكمبيوتر التي كشفت أن كثافة الاضطرابات أكبر بكثير في النحاس المتدرج مقارنة بالمعدن القياسي.

يأمل فريق البحث في اكتشاف نفس التعديلات النانوية في عناصر أخرى لإنتاج نسخة مطورة من المعادن.


شاهد الفيديو: هل المخالفات المرورية تعتبر من الدين ويجب سدادها في حال الشخص توفي الريس (شهر اكتوبر 2021).