Zpevněný hořčíkový kovový materiál pro aerokosmické aplikace
Inženýři z Kalifornské univerzity v Los Angeles vyvinuli speciální ultrapevný a lehký kovový materiál, který vznikl stejnoměrným rozptýlením velmi tvrdých keramických nanočástic karbidu křemíku v roztavené směsi hořčíku a zinku.
Velmi příznivý poměr pevnosti této látky k její malé hustotě může způsobit progresivní změny, např. velké energetické úspory, v oblasti letectví, automobilovém průmyslu, ale také v elektronice a lékařské přístrojové technice. Vzniklý kovový materiál je také neobyčejně tepelně stabilní, což znamená, že může absorbovat velké množství tepla bez znatelné změny své struktury. Nedošlo také ke ztrátě plasticity a kujnosti výsledného kovového materiálu, což je důležité pro jeho další tvarování.
Vedoucí výzkumné skupiny Xiaochun Li prohlásil, že se sice čekalo, že keramické nanočástice přimíchané do kovů mohou značně zvýšit jejich pevnost, aniž by došlo k podstatné změně jejich plastických vlastností, avšak doposud nebyla žádná výzkumná skupina na světě schopná přimíchat keramické nanočástice do roztaveného kovu rovnoměrným a funkčním způsobem, tj. aby tato procedura měla zamyšlený smysl.
Některé drobné částice mikroskopických rozměrů totiž snižují plasticitu a u nanočástic zase někdy nedojde k jejich rovnoměrnému rozmístění v rámci kovové matrice. Někdy také není výsledný materiál dost stabilní. Často je proto výsledek takovéhoto přimíchávání značně odlišný od teorie nebo původního očekávání. Při použití nanočástic karbidu křemíku o rozměrech menších než 100 nanometrů a díky jejich dynamickému nastřelování do kovové slitiny však došlo k jejich rovnoměrnému rozmístění a ke vzniku stabilního materiálu se žádoucími vlastnostmi.
Výsledná slitina s vlastnostmi nanokompozitu, s obsahem 86 procent hořčíku a 14 procent karbidu křemíku tedy výzkumníky nezklamala. Pro zajímavost, z karbidu křemíku se v průmyslové praxi často vyrábějí kritické a velmi tvrdé součásti řezných nástrojů, např. ostré “vrcholky” řezných kotoučů.
Tým z Kalifornské univerzity v Los Angeles (konkrétně z její školy Henry Samueli School of Engineering and Applied Science) se však nespokojil jen s touto konkrétní kombinací nanočástice v kovové slitině. Odborníci směřují k obecné metodě přípravy podobných materiálů, z nichž některé mohou mít ještě lepší vlastnosti. Autoři zveřejnili výsledky svého výzkumu v časopisu Nature.
Zdroje: Phys.Org, ScienceDaily, Futurism, Nature
E-shop Českého rozhlasu
Kdo jste vy? Klára, nebo učitel?
Tereza Kostková, moderátorka ČRo Dvojka
Jak Klára obrátila všechno vzhůru nohama
Knížka režiséra a herce Jakuba Nvoty v překladu Terezy Kostkové předkládá malým i velkým čtenářům dialogy malé Kláry a učitele o světě, který se dá vnímat docela jinak, než jak se píše v učebnicích.
