Екип учени от САЩ открива, че при изключително високи скорости

Екип учени от Съединени американски щати открива, че при извънредно високи скорости на дисторция металите с по-малки зърна или микроскопични кристалити стават по-скоро по-меки, в сравнение с по-твърди. Това изобретение опонира на класическия закон на Хол-Петш, който от 70 години твърди, че намаляването на размера на зърната постоянно прави метала по-здрав. Откритията могат да намерят приложение във военната и галактическата промишленост.

„ Искахме да проверим рамките на този закон и да забележим дали втвърдяването по границите на зърната се резервира, когато металите са подложени на в действителност рискови скорости на дисторция “, съобщи Мостафа Хасани, съавтор на проучването от Университета Корнел. – Това, което смятахме за обикновен потвърждаващ опит, докара до изцяло непредвидени резултати. “

За да изследва държанието на металите при свръхбързи въздействия, екипът употребява метода на лазерно индуцираните удари от микросскопични заряди. Тази техника дава опция пробите да бъдат бомбардирани с микроскопични частици със скорост, по-висока от скоростта на звука. До неотдавнашния софтуерен прогрес проучването на тези свръхвисоки скорости на дисторция беше прекомерно мъчно, оповестяват от IE.

Изследователите са подготвили медни проби с размери на зърната от 1 до 100 микрометра. Подобни размери на зърната нормално се подчиняват на закона на Хол-Петч. При тестванията за удар образците с по-голяма зърнистост непроменяемо демонстрират по-малки вдлъбнатини и разсейват повече кинетична сила, което е симптом за по-голяма неотстъпчивост.

Първоначално учените се усъмнили в резултатите. Въпреки това, откакто ги ревизират наново и организират повторни опити, те получават същия резултат.

Обяснението на този феномен се крие в дислокациите, или особеното държание на дефектите в кристалната решетка. При естествена скорост на дисторция границите на зърната блокират придвижването на дислокациите, което прави метала по-здрав. При свръхвисоки скорости обаче дислокациите се движат толкоз бързо, че стартират мощно да взаимодействат с съмненията на атомите (фонони). Това угнетяване на дислокациите от страна на фононите може доста да заздрави метала, само че този резултат отслабва или изчезва при финозърнестите материали.

Въпреки че учените са изследвали пример от мед, професор Хасани отбелязва, че това държание е универсално. Неговата група към този момент е работила с други метали и сплави и е следила същата наклонност.

Натрупаните познания могат да се употребяват за планиране на материали за леки брони, щитове за галактически кораби и адитивно произвеждане на железни съставни елементи.