Когда дело касается материалов, используемых в автомобильной, авиационной и космической промышленности, всегда лучше, когда вес материала минимален, а его прочность - высока. Другими словами, чем выше соотношение прочности используемых материалов к их весу, тем более экономичными, экологически чистыми и безопасными являются выпускаемые автомобили и летательные аппараты. Недавно, благодаря работе исследователей из университета Северной Каролины (North Carolina State University), США, и университета Катара (Qatar University), Канада, на белый свет появился новый сплав, плотность которого практически равна плотности алюминия, но который имеет прочность, превосходящую прочность чистого титана.
Новый материал является металлическим сплавом с высоким уровнем энтропии. Его формула Al20Li20Mg10Sc20Ti30 указывает на то, что он состоит из пяти разных металлов, лития, магния, титана, алюминия и скандия, смешанных в приблизительно равных пропорциях. Абсолютная плотность нового сплава равна 2.67 грамма на кубический сантиметр. Он был получен путем тщательного смешивания порошков ингредиентов с гранулами около 12 нанометров, которые были сплавлены методом физического диффузионного плавления под давлением в 5.9 ГПа.
"Новый сплав одновременно демонстрируем низкую плотность, что определяет его малый вес, и высочайшую прочность. Значение соотношения этих показателей столь высоко, что к нему даже близко не приближаются значения аналогичного показателя любого из существующих конструкционных материалов" - рассказывает доктор Карл Кох (Dr. Carl Koch), ученый из университета Северной Каролины, - "Самыми близкими показателями соотношения плотности к прочности обладают лишь некоторые виды специализированной керамики. Но керамика более жестка и более хрупка, нежели любой металлический сплав".
Со слов исследователей, единственным материалом, который имеет более высокое значение отношения прочности к весу, является углеродное волокно. Однако, это волокно имеет меньшую жесткость, что позволит ему изгибаться и деформироваться при большой нагрузке, что в конце концов приводит к механическому излому этого материала.
Но, для того, чтобы новый сплав стал материалом, используемым в промышленности, еще требуется разработка простого метода его изготовления, подходящего для условий крупномасштабного производства. Кроме этого, доктор Кох и его коллеги работают над проблемой исключения из состава сплава скандия, на долю которого приходится 20 процентов от общего веса и который сам по себе является весьма дорогостоящим материалом.
Первоисточник
Подпишись: