общ

Метод за производство на тежки метали, без да се нарушава тяхната електрическа проводимост

Всички метали имат структурни дефекти, коитов крайна сметка се отразява на здравината им - колкото повече дефекти в метала, толкова по-мек или чуплив е той. За да разрешат този проблем, учените създават нови метални сплави. Този подход позволява да се получат по-трайни метални съединения, но в същото време води до загуба на тяхната проводимост. А това от своя страна ограничава възможността за използване на нови сплави в различни задачи. Най-новото откритие на американски учени предлага решение на този въпрос. Откритието се съобщава в статия, публикувана от списанието Nature Materials.

Парче от новата сребърна сплав в ръцете на съавтора на изследването Фредерик Санцоза

Електрическа проводимост - свойството на материала да провежда електрически ток. Той е много важен при производството на разнообразна електроника.

Авторите на откритието бяха изследователи отУниверситет от Върмонт, които са разработили механизъм за производство на нови сплави, което прави металите много по-здрави, но в същото време поддържат тяхната електропроводимост.

Как да създадете издръжлив и електропроводим метал

Решението на проблема беше изненадващо достапросто. Например, на наноразмер, учените смесиха следа (с други думи много незначително) количество мед със сребро и в резултат на това успяха да получат най-издръжливата сребърна сплав - тя е 42 процента по-силна от всяка сребърна сплав, съществуваща днес. Но това не е най-важното. Основното е, че ставайки по-силен, среброто не е загубило свойството си на електропроводимост. Спомнете си, че самото сребро има най-висока електрическа проводимост сред металите.

Модел на атомната структура на зърна (частици) от сребро, замесени с мед (маркирани в зелено), който запълва метални дефекти

Благодарение на новия метод на производство, ученитеуспя да преодолее така наречената теоретична граница на Хол-Петч, която се поддържа през последните 70 години. Нарича се още законът на Хол-Петч. Според тази граница, колкото по-малко става зърното (частицата) на метала, толкова по-силна става структурата на веществото. Има обаче известно ограничение. Когато металните зърна станат твърде малки - с размер на няколко нанометра - границите на тези зърна стават нестабилни, започват да се движат и деформират, което води до факта, че металът отново "омеква".

Също така интересно: Учените откриха метал за създаване на електроника на бъдещето

Учените са преодолели тази граница, създавайкитова, което наричат ​​"нанокристален нанотониран метал." Тъй като медните атоми са с малко по-малки размери от сребърните атоми, те са в състояние да проникнат в структурни дефекти в границите на зърното на среброто. Това предпазва от дефекти в структурата му от движение, което прави метала по-здрав. В същото време медните частици не създават проблеми за движението на електроните през среброто, което позволява на метала да поддържа електрическата си проводимост.

Това е нов клас материали и тепърва започваме да разбираме как работят ”, коментира Фредерик Санцос.

Според изследователите нов подход впроизводството на сплави може да се прилага не само за сребро, но и за други метали. Що се отнася до обхвата на използване, новият метод може един ден да бъде ефективно приложен, например, при производството на по-ефективни слънчеви панели, по-леки фюзелажи за самолети и дори при изграждането на по-надеждни атомни централи. Изглежда, че това не са единствените случаи на употреба. Ако нашите читатели имат свои собствени идеи, можете да ги изразите в нашия чат на Telegram.