1091
Інженери Університету Пердью перетворили крихкий за звичайних умов сплав кобальту й алюмінію на матеріал, що за міцністю до десяти разів перевершує конструкційну сталь, але при цьому здатний згинатися, а не ламатися. Секрет — у структурному впорядкуванні на нанорівні, яке поєднує рідкісні для одного матеріалу властивості: надзвичайну твердість і пластичність.
Сполуки кобальту з алюмінієм належать до так званих інтерметалідів — упорядкованих кристалічних матеріалів, які зазвичай дуже тверді, але вкрай крихкі, тож руйнуються від найменшої деформації. Це роками обмежувало їхнє практичне застосування, попри привабливу міцність. Команда переупорядкувала внутрішню структуру сплаву на масштабі нанометрів, аби він міг витримувати навантаження без раптового розтріскування.
За повідомленнями, отриманий матеріал демонструє міцність близько 6 гігапаскалів і при цьому витримує приблизно 15 відсотків пластичної деформації за кімнатної температури — тобто помітно згинається, перш ніж зруйнуватися. Саме поєднання таких високих показників міцності й пластичності є незвичним: зазвичай зміцнення матеріалу робить його крихкішим, і навпаки. Нанорозмірний дизайн дав змогу обійти цей класичний компроміс.
Практичне значення розробки суттєве, адже кобальт-алюмінієві сплави легші за багато конструкційних сталей. Матеріал, який водночас надміцний, відносно легкий і не крихкий, цінний для аерокосмічної галузі, транспорту й будь-яких застосувань, де вага деталей критична, а надійність — обов’язкова. Легші й міцніші компоненти можуть знизити витрату пального й підвищити ефективність конструкцій. Дослідники підкреслюють, що поки йдеться про лабораторні зразки, і попереду перевірка того, чи вдасться відтворити ці властивості у промислових масштабах. Проте сам підхід — керувати міцністю й гнучкістю через наноструктуру — показує, як «безнадійно крихкі» матеріали можна перетворити на перспективні конструкційні сплави.
