Krom, kobalt ve nikelden oluşan yeni bir alaşım, dünyada şimdiye kadar görülen kırılmaya dayanıklı özelliklere sahip en sert malzeme haline geldi.
Dayanım, süneklik ve sertlik bir malzemenin dayanıklılığını belirleyen üç önemli özelliktir.
Mukavemet, malzemenin dış kuvvet etkisi altında hasara direnme yeteneğini temsil eder ve süneklik, malzemenin kuvvet altında kırılmadan önce deforme olma yeteneğini temsil eder. Yukarıdaki iki özellik malzemenin kırılmaya karşı dayanıklılığını oluşturmaktadır.
Bilim adamları yeni malzemeler tasarlarken, genellikle bunların yumuşak ve sert olurken güçlü olmalarını isterler, ancak genellikle birincisi ile ikincisi arasında seçim yapmak zorunda kalırlar.
Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ekibi, yüksek entropili alaşım (HEA) malzemeleri araştırmasına yatırım yaptı ve CrMnFeCoNi alaşımının mukavemetini buldu.
Süneklik ayrıca sıvı nitrojen sıcaklıklarında tokluğu etkilemezken, alaşımın türevi CrCoNi üstün özellikler sergiler. Yaklaşık eksi 196°C gibi düşük sıcaklıklarda yüksek mukavemet ve tokluk sergiler.
Limiti test etmek için ekip, CrCoNi’yi sıvı helyum sıcaklığı ortamında test etmeye devam etti ve alaşımın tokluğunun eksi 253°C’de sabit kaldığını ve tokluğun 500 MPa-Sqrt(metre)’ye ulaştığını görünce şaşırdı.
Aynı birimde silikonun tokluğu 1’dir, alüminyum yaklaşık 35’tir ve en iyi çelik yaklaşık 100’dür, yani 500 inanılmaz bir sayıdır.
CrCoNi alaşımlarının dış kuvvetler altındaki kafes yapısını çeşitli mikroskoplar kullanarak inceledikten sonra araştırmacılar, CrCoNi’nin düşük sıcaklık ve yüksek tokluk elde etmek için belirli bir sırayla bir dizi atomik etkileşimi indüklediğini buldular. Oluşan kristaldeki kusurlar, dış kuvvetlere karşı direnci artırmak için bariyerler oluşturana kadar uygulanan kuvvetle değiştirildiği ortaya çıktı.
İşlemdeki son adım, kristal yapının kübikten altıgene dönüştürülmesidir.
Bu malzemenin, uzay gibi aşırı zorlu ortamlar gibi birçok potansiyel kullanımı vardır.
Son derece düşük sıcaklıklara dayanabilen insan yapımı nesneler ve yapılar için geliştirilmesi bekleniyor, ancak malzemenin ticarileştirilmesi için hala çok çalışmaya gerek var.
Yeni makale ayrıca Science dergisinde de yayınlandı.
