(أخبار Nanowerk) هناك فئة جديدة من المواد المعدنية ذات التطبيقات المحتملة في توربينات الطائرات والمفاعلات النووية ومعدات استكشاف الفضاء يمكنها تحمل درجات الحرارة القصوى ومقاومة الكسور، لكن العلماء لم يفهموا السبب حتى الآن. وفقًا لدراسة جديدة شارك في إجرائها باحثون من ولاية بنسلفانيا، يمكن أن تتعلق الإجابة بالترتيب قصير المدى للمادة، أو الترتيب المحلي للذرات داخل المادة. وقال الباحثون إن هذه المعرفة يمكن أن تؤدي إلى مزيد من التحسن في الأداء الميكانيكي وتحمل الأضرار لهذه المواد، مما يؤدي بدوره إلى تقدم في سلامة وموثوقية الأنظمة الهندسية من الجيل التالي لمحطات النقل أو الطاقة. ونشرت نتائجهم في طبيعة الاتصالات ("التجديد كأصل العيوب المستوية في سبيكة الإنتروبيا المتوسطة CrCoNi"). طور الفريق طريقة تصوير جديدة لدراسة الترتيب الذري المحلي للمواد المعدنية، تسمى السبائك ذات الإنتروبيا العالية والمتوسطة (HEA/MEA)، وركزوا دراستهم بشكل خاص على الكروم والكوبالت والنيكل (CrCoNi) MEA ومكوناتها. التأثيرات على الأداء الميكانيكي. قال المؤلف المشارك يانغ يانغ، الأستاذ المساعد في علوم الهندسة والميكانيكا والهندسة النووية في ولاية بنسلفانيا والمنتسب أيضًا إلى معهد أبحاث المواد: "إن الأداء الميكانيكي لـ CrCoNi مذهل". "على سبيل المثال، ثبت مؤخرًا أنه يتمتع بأعلى صلابة على وجه الأرض عند حوالي -423 درجة فهرنهايت. لكن الناس لم يعرفوا لماذا كان جيدًا جدًا. وقال يانغ إن بعض العلماء افترضوا أن النظام قصير المدى كان مسؤولاً عن ذلك. "ولكن نظرًا لأن الترتيب قصير المدى صغير جدًا ودقيق في المواد، فمن الصعب جدًا مراقبته أو قياسه من أجل تقديم دليل تجريبي"، كما قال المؤلف المشارك أندرو إم. مينور، أستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة كاليفورنيا بيركلي (UC Berkeley) ومختبر لورانس بيركلي الوطني (LBNL). يحتوي CrCoNi على ثلاثة مكونات: الكروم والكوبالت والنيكل. يحتوي كل عنصر على نفس الجزء الذري داخل السبيكة، وافترضت الدراسات المبكرة أن كل نوع من الأنواع الثلاثة من الذرات تم توزيعه بشكل عشوائي داخل النظام، وفقًا ليانغ. ومع ذلك، قال يانغ إن الدراسات الحديثة تظهر أن المادة تعرض بالفعل ترتيبًا قصير المدى. وقال يانغ: "دعونا نتخيل أن هناك حفلة مع أشخاص من ولاية بنسلفانيا، وولاية أوهايو، وولاية كارولينا الشمالية". "ومن الناحية المثالية، تتوقع أن يختلط الجميع بسلاسة، مما يخلق مزيجًا موحدًا من الأفراد في جميع أنحاء الغرفة. ومع ذلك، في الممارسة العملية، هذا ليس هو الحال دائما. في كثير من الأحيان، يميل الأشخاص من نفس الجامعة إلى الانجذاب نحو بعضهم البعض، من خلال التجارب المشتركة. وهذا نوع من الترتيب قصير المدى، والذي ينحرف عن التوزيع العشوائي المتوقع”. من أجل دراسة دور النظام قصير المدى في CrCoNi، صمم الفريق تجربة باستخدام نظام المجهر الإلكتروني النافذ للمسح رباعي الأبعاد (4D-STEM) الذي تم تصفيته بالطاقة. في تجربة 4D-STEM، يقوم شعاع الإلكترون النانوي بمسح العينة، مما يولد نمط حيود الإلكترون النانوي لكل نقطة. وفقًا لماينور، فقد تمكنوا من التقاط مئات من صور حيود الإلكترون في كل ثانية، مما سمح لهم بتحليل تطور عيوب المواد تحت الضغط باستخدام مجال رؤية كبير ودقة عالية. قال مينور: "تتشكل العيوب أثناء عملية التشوه الميكانيكي، وقد وجدنا بالفعل أن هناك تحولًا في تكوين العيب"، مشيرًا إلى أنهم ركزوا بشكل خاص على العيوب المستوية، أو "الأخطاء" في تسلسل تراص مستويات العناصر. الذرات. "لقد وجدنا أن العيب المستوي يمكن عكسه بالكامل خلال الدورات الأولية. إذا قمنا بتشويهها ثم أطلقنا القوة، فإنها ستتعافى تمامًا. ومع ذلك، بعد حوالي ألف دورة من التشوه الميكانيكي، تختفي هذه القابلية العكسية. عند هذه النقطة، يميل الخلل إلى البقاء هناك بعد تحرير الحمل. ونعتقد أن هذا التحول محكوم فعليًا بالنظام قصير المدى في هذا النظام. قال يانغ إن السبب في ذلك هو أنه في البداية، يحتوي النظام على الكثير من الأوامر قصيرة المدى التي تجعل العمليات القابلة للعكس مواتية. ومع ذلك، فإن التشوه يدمر هذا الترتيب الصغير تدريجيًا، وهذا يضبط آلية التشوه نحو آلية أخرى تفضل تكوين العيب المستوي. وقال يانغ: "الأمر قصير المدى يشبه الوسيط". "إن الكثافة المحلية لها، أو درجتها، تتحكم في الآلية التي تعمل، والتي لا تعمل.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64714.php