Создана новая форма серебра, прочность которого превосходит теоретический предел !!!

Когда дело касается свойств различных металлов, всегда существует компромисс между их прочностью и удельной электрической проводимостью. Однако, это может измениться с появлением нового класса материалов, таких, как форма серебра, созданная недавно одной из групп исследователей.

Используя в своих интересах дефекты кристаллической решетки, ученые из университета Вермонта сохранили проводимость металла, придав ему настолько высокую прочность, что она даже превосходит теоретический предел, считавшийся незыблемым в течение нескольких десятилетий.

Дефекты кристаллической решетки — это «зло», которое неизбежно возникает в процессе производства. В некоторых случаях эти дефекты служат причиной уязвимости металлов к различным отрицательным факторам и снижают их долговечность. Объединение нескольких металлов в сплавы позволяет преодолеть часть проблем, но, как правило, от этого страдает электрическая и тепловая проводимость конечного материала.

Прочность серебру придало совсем малое количество меди, введенной в этот благородный металл. В результате прочность серебра увеличилась на целых 42 процента по сравнению с самой прочной формой этого металла, полученной ранее. Но при этом, электрическая проводимость серебра практически не пострадала, а самым интересным является то, что прочность превосходит так называемый предел Холла-Петча (Hall-Petch limit).

Создана новая форма серебра, прочность которого превосходит теоретический предел !!!

Соотношение Холла-Петча является одним из основных параметров, используемых в материаловедении уже более 70 лет. Согласно ему, с уменьшением размеров кристаллических зерен структуры, увеличивается прочность металла. Но существует некий предел (в несколько нанометров), после которого границы зерен становятся непостоянными и прочность металла снова снижается.

Исследователям удалось обойти этот предел, создав то, что они назвали термином «нанокристаллическая-наноперекрученная форма металла». Поскольку атомы меди намного меньше по размерам атомов серебра, они обычно скапливаются в районах границ кристаллических зерен серебра. Это препятствует перемещению дефектов, эффекту, который несет ответственность за повторное снижение прочности металла. И в то же самое время, атомы меди не мешают движению электронов, сохраняя высокое значение удельной электропроводимости.

Создана новая форма серебра, прочность которого превосходит теоретический предел !!!

Ученые утверждают, что подобная уловка может быть успешно использована и по отношению к другим металлам. Это, в свою очередь, может быть использовано для создания более прочных материалов, из которых будут строиться новые самолеты, космические аппараты, ядерные реакторы, солнечные батареи и многое другое.

«Это представляет собой совершенно новый класс материалов, и мы только начинаем понимать, как все это устроено и работает» — рассказывает Фредерик Сансоз (Frederic Sansoz), ведущий исследователь, — «Скоро мы будем в состоянии рассчитывать и создавать подобные материалы с заранее известными свойствами, которые можно будет использовать в самых разных областях промышленности».