کشف سخت‌ترین ماده روی زمین

سخت ترین ماده روی زمین به تازگی پیدا شده که ساختار آن تنها متشکل از دانه است.

به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، این آلیاژ فلزی ساخته شده از کروم، کبالت و نیکل، CrCoNi نام دارد.

محققان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی و آزمایشگاه ملی اوک ریج (Oak Ridge) در حین بررسی یک آلیاژ فلزی ساخته شده از کروم، کبالت و نیکل به نام CrCoNi بودند که موفق به اندازه‌گیری بيش ترین سختی تا کنون در مواد شدند. این ماده بسیار چک کش خوار است و مقاومتی چشمگیر دربرابر تغییر شکل دائمی دارد.

ایسو جورج (Easo George) از رهبران این پروژه می گوید:هنگامی که مصالح ساختمانی را طراحی می کنید، میخواهید محکم و همچنین انعطاف پذیر و مقاوم دربرابر شکنندگی باشند. معمولاً، به چیزی میان این موارد دست می یابید. اما این ماده هر دو مورد را دارا است و به جای اینکه در دماهای پایین شکننده شود، سخت تر می شود.

این یافته های رکوردشکنانه در روز دوم دسامبر در مجله" Science" منتشر شد.

"CrCoNi" چیست؟

این آلیاژ زیرمجموعه ای از دسته ای از فلزات به نام آلیاژهای آنتروپی بالا (HEAs) است. در حالی که امروزه آلیاژها حاوی نسبت بالایی از یک عنصر واحد با مقادیر کمتری از عناصر اضافی هستند، اما آلیاژهای آنتروپی بالا از ترکیب مساوی از هر عنصر تشکیل می شوند.

این ترکیب به آنها استحکام و انعطاف پذیری بالایی دربرابر فشار می دهد.

رابرت ریچی (Robert Ritchie) یکی از رهبران این تحقیق، می گوید:سختی این ماده در نزدیکی دمای هلیوم مایع یعنی ۲۰ کلوین یا منفی ۴۲۴ درجه فارنهایت ۵۰۰ MPa- Sqrt ‪(meter)‬ است.MPa- Sqrt ‪( meter)‬ واحدی برای اندازه گیری چقرمگی شکست است. در شرایطی مشابه، سختی یک قطعه سیلیکون یک است، بدنه آلومینیومی هواپیماهای مسافربری حدود ۳۵ و سختی برخی از بهترین فولادها حدود ۱۰۰ است. بنابراین، ۵۰۰، عدد خیره کننده ای است.

روش های متعددی برای تعریف «سختی» مورد نیاز بود.

دانشمندان از پراش نوترون، پراش الکترونی پس پراکنده و میکروسکوپ الکترونی عبوری برای بررسی ساختار شبکه نمونه های CrCoNi که در دمای اتاق و ۲۰ درجه کلوین شکسته شده بودند، استفاده کردند.

ریچی می گوید:این قابل توجه است؛ زیرا به گفته متالورژیست ها ساختار یک ماده ویژگی های آنرا مشخص می کند، ولی ساختار NiCoCr ساده ترین چیزی است که میتوانید تصور کنید. این آلیاژ تنها از ذرات تشکیل شده است.

کاربرد این آلیاژ در زندگی واقعی

CrCoNi و سایر آلیاژهای آنتروپی بالا به استفاده در زندگی واقعی نزدیک تر می شوند. با این حال، از آنجا که ساختن این مواد ساده نیست، رسیدن به این مرحله زمان بر خواهد بود.