ابرفلزات مقاوم با یاری نانوذرات فراوری می شوند ، هرچه ریزتر، محکم تر - نوای پرنده پارسی

به گزارش خبرنگار فناوری خبرنگاران، با مشاهده فلزات زیر میکروسکوپ به راحتی می توانید کریستال های درهم تنیده را ببینید که یک میز گرانیتی را تشکیل می دهند. دانشمندان علم مواد باور دارند که هر چه اندازه دانه هایی که فلزات را تشکیل می دهند، تا یک اندازه معینی کوچکتر گردد، فلزات محکمتر می شوند. پیش از این تصور می شد اگر قطر این دانه ها از 10 نانومتر کمتر باشد، مواد ضعیف تر هستند و برای استحکام فلزات محدودهای معین نموده بودند.

اما آزمایش هایی که محققان دانشگاه پرینکتون با همکاری مرکز تحقیقات پیشرفته فناوری و علم فشار بالا در شانگ های چین انجام داده اند، نشان می دهد که این محدوده همواره مطرح نیست. به عنوان مثال، در نمونه هایی از فلز نیکل با قطر ذراتی کمتر از سه نانومتر و تحت فشار بالا، مقاومت فلز بالاتر می رود و هر چه این اندازه کمتر باشد، مقاومت فلز هم بیشتر می گردد.

محققان در این آزمایش ها به درک تازه ای از چگونگی تعامل اتم های دانه های فلز با یکدیگر رسیده اند و همینطور راهی پیدا نموده اند تا فلزات محکمتری فراوری نمایند. در قدیم اعتقاد بر این بود که قدرتمندترین دانه های فلزی باید بین 10 تا 15 نانومتر قطر داشته باشند، اما حالا قضیه کمی فرق نموده و محققان با درکی بهتر به این نتیجه رسیده اند که با دانه هایی با قطر کمتر از 10 نانومتر هم می توان فلزات قدرتمند و محکم ساخت.

اندازه دانه بیشتر اشیای فلزی چند صد میکرومتر و حدودا به اندازه قطر موی انسان است. مطالعات قبلی رابطه ای را بین مقاومت فلزات و اندازه دانه های آن ها کشف نموده بودند که به رابطه هال پچ شناخته می شد. طبق این رابطه، مقاومت فلز با کاهش اندازه دانه آن یعنی بین محدوده 10 تا 15 نانومتری بیشتر می شد. اندازه دانه های کمتر از این مقدار آنقدر مستحکم نبودند؛ بنابراین برای بالا بردن مقاومت آنها، متخصصان هدفشان را روی اندازه دانه های کوچکتر گذاشتند.

اصلاح اندازه دانه فلزات راه مؤثری در بالا بردن مقاومت فلزات به شمار می رود و این کار در گذشته پیدا کردن روش اصلاح دانه ها بسیار طاقت فرسا بود. سطح دانه فلزات نسبت به سطح داخلی، ساختار اتمی متفاوتی دارد. تا زمانی که دانه ها در کنار هم باشند، فلز استحکام خودش را حفظ می نماید، اما محققان تصور می کردند که این دانه ها در اندازه کوچک وقتی تحت فشار قرار می گیرند، یکدیگر را دفع نموده و مقاومت فلز کاهش می یابد.

اما محققان در مطالعات جدید به روشی دست پیدا نمودهاند که مقاومت مواد را در مقیاس نانو اندازهگیری میکند؛ روشی که پیش از این وجود نداشت. در واقع، آن ها با مهندسی سطح مواد، لغزیدن دانه ها بر اثر فشار را کاهش داده و مقاومت آن ها را بالا برده اند.

bestcanadatours.com: تور کانادا | با تور کانادا سفر کنید، ویزای کانادا، تور کانادا ارزان، قیمت تور کانادا نوروز، بهار، پاییز، تابستان، زمستان را با ما تجربه کنید.