Eljárás nehézfémek előállítására anélkül, hogy veszélyeztetnék azok elektromos vezetőképességét

Valamennyi fémen vannak olyan szerkezeti hibái, amelyekvégső soron befolyásolják szilárdságukat - minél több a fém hibája, annál lágyabb vagy törékenyebb. A probléma megoldására a tudósok új fémötvözeteket hoznak létre. Ez a megközelítés lehetővé teszi tartósabb fémvegyületek előállítását, ugyanakkor vezetőképességük veszteségéhez vezet. És ez viszont korlátozza az új ötvözetek különféle feladatokhoz való felhasználásának lehetőségét. Az amerikai tudósok legújabb felfedezése megoldást kínál erre a kérdésre. A felfedezésről egy cikk található, amelyet a Nature Materials folyóirat tett közzé.

Egy darab az új ezüstötvözetből, a tanulmány társszerzője, Frederic Sanzose kezében

Elektromos vezetőképesség - az anyag tulajdonsága az áramvezetéshez. Nagyon fontos a különféle elektronika gyártásában.

A felfedezés szerzői aA Vermonti Egyetemen olyan új ötvözetek előállítási mechanizmusát fejlesztették ki, amely sokkal erősebbé teszi a fémeket, ugyanakkor megőrzi azok elektromos vezetőképességét.

Hogyan hozzunk létre tartós és elektromosan vezető fémet?

Meglepően szép volt a probléma megoldásaegyszerű. Például a nanoméretben a tudósok kevés (más szóval nagyon jelentéktelen) rézmennyiséget kevertek az ezüsttel, és ennek eredményeként képesek voltak a legtartósabb ezüstötvözetre jutni - ez 42 százalékkal erősebb, mint a mai napig létező bármely ezüstötvözet. De ez nem a legfontosabb dolog. A lényeg az, hogy erősebbé válva az ezüst nem veszítette el elektromos vezetőképességét. Emlékezzünk arra, hogy maga az ezüst elektromos vezetőképessége a legnagyobb a fémek között.

Az ezüst szemcsék (részecskék) atomszerkezetének modellezése rézvel (zöldvel jelölve), amely kitölti a fémhibákat

Az új gyártási módszernek köszönhetően a tudósoksikerült leküzdenie a Hall-Petch úgynevezett elméleti korlátját, amelyet az elmúlt 70 évben fenntartottak. Hall-Petch-törvénynek is hívják. E határérték szerint minél kisebb lesz a fém szemcséje (részecskéje), annál erősebb az anyag szerkezete. Van azonban bizonyos korlátozás. Amikor a fémszemcsék túl kicsiké válnak - néhány nanométer méretűek -, ezeknek a szemcséknek a határai instabilokká válnak, mozogni és deformálódni kezdenek, ami azt eredményezi, hogy a fém ismét "lágyul".

Szintén érdekes: A tudósok felfedezték a fémet, hogy a jövő elektronikáját alkossák

A tudósok létrehozásával meghaladták ezt a határtamit nanokristályos nanotranszidált fémnek hívnak. Mivel a rézatomok kissé kisebbek, mint az ezüstatomok, képesek áthatolni a szerkezeti hibákba az ezüst szemcsék határán. Ez megakadályozza a szerkezet hibáinak mozgását, ezáltal a fém erősebbé válik. Ugyanakkor a réz részecskék nem okoznak problémákat az elektronok ezüstön keresztüli mozgására, lehetővé téve a fém számára, hogy megőrizze elektromos vezetőképességét.

Ez egy új anyagosztály, és csak most kezdjük megérteni, hogyan működnek. ”- mondja Frederic Sanzos.

A kutatók szerint egy új megközelítés 2006 - banaz ötvözetek előállítása nemcsak az ezüstre, hanem más fémekre is alkalmazható. Ami az alkalmazási területet illeti, az új módszer egy nap hatékonyan alkalmazható például hatékonyabb napelemek gyártásakor, repülőgépek könnyebb biztosítékaival, sőt még megbízhatóbb atomerőművek építésekor is. Úgy tűnik, hogy nem ez az egyetlen használati eset. Ha olvasóinknak megvannak a saját ötleteik, akkor ezeket a Telegram csevegésünkben fejezhetjük ki.