(Tin tức Nanowerk) Một loại vật liệu kim loại mới có tiềm năng ứng dụng trong tua bin máy bay, lò phản ứng hạt nhân và thiết bị thám hiểm không gian có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và chống gãy xương, nhưng cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa hiểu tại sao. Theo một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu của bang Pennsylvania đồng chủ trì, câu trả lời có thể liên quan đến trật tự tầm ngắn của vật liệu hoặc sự sắp xếp cục bộ của các nguyên tử trong vật liệu. Các nhà nghiên cứu cho biết kiến ​​thức này có thể giúp cải thiện hơn nữa hiệu suất cơ học và khả năng chịu hư hỏng của các vật liệu này, từ đó dẫn đến những tiến bộ về độ an toàn và độ tin cậy của các hệ thống kỹ thuật thế hệ tiếp theo cho các nhà máy vận tải hoặc nhà máy điện. Kết quả của họ đã được công bố trên Nature Communications (“Sự trẻ hóa là nguồn gốc của các khuyết tật phẳng trong hợp kim entropy trung bình CrCoNi”). Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp hình ảnh mới để nghiên cứu sự sắp xếp nguyên tử cục bộ của vật liệu kim loại, được gọi là hợp kim entropy cao và trung bình (HEA/MEA), và tập trung nghiên cứu đặc biệt vào MEA crom-coban-niken (CrCoNi) và MEA của nó. tác động đến hiệu suất cơ khí. “Hiệu suất cơ học của CrCoNi thật đáng kinh ngạc”, đồng tác giả Yang Yang, trợ lý giáo sư khoa học kỹ thuật và cơ khí và kỹ thuật hạt nhân của bang Pennsylvania, người cũng liên kết với Viện nghiên cứu vật liệu, cho biết. “Ví dụ, gần đây nó đã được chứng minh là có độ dẻo dai cao nhất trên trái đất ở mức gần -423 độ F. Nhưng mọi người không biết tại sao nó lại tốt như vậy.” Yang cho biết, một số nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng trật tự tầm ngắn là nguyên nhân gây ra hiện tượng này. “Nhưng vì trật tự tầm ngắn rất nhỏ và tinh vi trong vật liệu nên rất khó quan sát hoặc đo lường nó để đưa ra bằng chứng thực nghiệm”, đồng tác giả Andrew M. Minor, giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu tại Đại học California Berkeley (UC Berkeley) và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL). CrCoNi có ba thành phần: crom, coban và niken. Theo Yang, mỗi nguyên tố có cùng một phần nguyên tử trong hợp kim và các nghiên cứu ban đầu cho rằng mỗi loại trong số ba loại nguyên tử được phân bổ ngẫu nhiên trong hệ thống. Tuy nhiên, Yang cho biết các nghiên cứu gần đây cho thấy vật liệu này thực sự thể hiện trật tự tầm ngắn. “Hãy tưởng tượng rằng có một bữa tiệc với những người đến từ bang Pennsylvania, bang Ohio và bang North Carolina,” Yang nói. “Và lý tưởng nhất là bạn mong đợi mọi người hòa nhập một cách liền mạch, tạo ra sự kết hợp thống nhất giữa các cá nhân trong khắp phòng. Tuy nhiên, trong thực tế, điều này không phải lúc nào cũng đúng. Thông thường, những người cùng trường đại học có xu hướng bị thu hút bởi những kinh nghiệm được chia sẻ. Đây là một loại mệnh lệnh ngắn hạn, đi chệch khỏi sự phân bổ ngẫu nhiên dự kiến.” Để nghiên cứu vai trò của trật tự tầm ngắn trong CrCoNi, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một thí nghiệm sử dụng hệ thống kính hiển vi điện tử truyền qua quét 4D được lọc năng lượng (4D-STEM). Trong thí nghiệm 4D-STEM, chùm tia điện tử có kích thước nano quét trên mẫu, tạo ra mẫu nhiễu xạ electron chùm tia nano cho từng điểm. Theo Minor, họ có thể chụp được hàng trăm hình ảnh nhiễu xạ điện tử mỗi giây, cho phép họ phân tích sự tiến triển của các khuyết tật vật liệu dưới áp lực với cả trường nhìn rộng và độ phân giải cao. “Các khuyết tật được hình thành trong quá trình biến dạng cơ học và chúng tôi thực sự phát hiện ra rằng có một sự chuyển đổi trong quá trình hình thành khuyết tật,” Minor nói và lưu ý rằng họ tập trung đặc biệt vào các khuyết tật phẳng hoặc “lỗi” trong chuỗi các mặt phẳng xếp chồng lên nhau. nguyên tử. “Chúng tôi nhận thấy rằng khuyết tật phẳng có thể đảo ngược hoàn toàn trong các chu kỳ ban đầu. Nếu chúng ta làm biến dạng nó rồi thả lực ra thì nó sẽ hồi phục hoàn toàn. Tuy nhiên, sau khoảng một nghìn chu kỳ biến dạng cơ học, khả năng đảo ngược này sẽ biến mất. Tại thời điểm đó, lỗi có xu hướng vẫn còn đó sau khi chúng tôi giải phóng tải. Và chúng tôi nghĩ rằng quá trình chuyển đổi này thực sự bị chi phối bởi trật tự tầm ngắn trong hệ thống này.” Yang cho biết điều này là do lúc đầu, hệ thống có rất nhiều trật tự tầm ngắn khiến cho các quá trình thuận nghịch trở nên thuận lợi. Tuy nhiên, sự biến dạng dần dần phá hủy trật tự nhỏ này và điều chỉnh cơ chế biến dạng theo hướng khác tạo điều kiện cho sự hình thành khuyết tật phẳng này. Yang nói: “Lệnh tầm ngắn giống như một người điều hành. “Mật độ cục bộ hoặc mức độ của nó kiểm soát cơ chế nào hoạt động, cơ chế nào không hoạt động.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64714.php