Так не бывает!

Учёные ухитрились увеличить прочность металла, не жертвуя его проводимостью
20.01.2020
Энерговектор

Группа учёных-материаловедов из Университета Вермонта получила материал на основе серебра, который на 42% прочнее чистого металла и при этом обладает столь же высокой проводимостью. Если тот же фокус удастся провернуть с медью, в энергетике случится большой технологический прорыв.

Обычно лучше всего электрический ток проводят чистые металлы, обладающие не самой высокой прочностью. Прочность повышается при вводе добавок, но они создают препятствия потоку электронов.

Чтобы обойтись без добавок, можно попытаться уменьшать размеры кристаллов (зёрен), из которых состоит металл. Но этот метод работает только до определённого уровня, когда кристаллы становятся слишком мелкими и границы между ними начинают «плыть».

Другой метод повышения твёрдости - создание в материале ультратонких структур, называемых нанодвойниками. Когда между зёрнами образуются когерентные двойниковые границы (атомы по обеим их сторонам объединяются в зеркальные пары), прочность материала увеличивается. Однако при размерах зёрен менее нескольких нанометров двойниковые границы тоже становятся нестабильными.

Исследователи из Вермонта легировали серебро медью (меньше процента) и термически обработали полученный сплав так, чтобы получить максимум мелких зёрен и нанодвойников. Атомы меди, которые имеют размеры чуть меньше, чем у атомов серебра, устремились на границы кристаллов и нанодвойников. «Примеси притягиваются к дефектам. Все атомы меди сосредоточились на границах зёрен, которые внутри оказались абсолютно чистыми, а потому серебро сохранило свою великолепную проводимость, - объясняет учёный Фредерик Сансоз (на фото сверху). - При этом медь скрепила границы между зёрнами серебра».

Сансоз убеждён, что найденный подход можно применить ко многим другим металлам. «Мы получили новый класс материалов и только начали разбираться с тем, как они работают», - отметил он. По его мнению, обнаруженный в Университете Вермонта эффект можно использовать для ускорения технологического развития всего - от солнечных элементов до лёгких самолётов и надёжных атомных станций.

Источник: Университет Вермонта

Читайте другие наши материалы