Китайски научен пробив позволява създаването на сплави от различни метали при много по-ниски температури

Изследователи от Колежа по химия и молекулярни науки към Университета в Ухан, Китай са постигнали значителен „пробив“ в материалознанието, който позволява да се правят сплави от разнообразни метали при много по-ниски температури в сравнение с конвенционалните методи, съобщава South China Morning Post. Пробивът не включва нищо повече от добавянето на метала галий (Ga) към сместа.

От бронзовата епоха насам сплавите са допринесли за развитието на нашата цивилизация. Съвременните приложения на сплавите включват създаване и производство на високо ентропийни сплави (HEA), съставени от 5 или повече метални елемента.

HEA са изключително устойчиви на износване и намират приложение в области като космическата индустрия, преобразуването и съхранението на енергия и медицинското оборудване. Създаването на HEA сплави обаче е енергоемко начинание, изискващо температури до 2000 градуса по Целзий. Това обаче не гарантира тяхното образуване, тъй като металните атоми могат да бъдат силно несъвместими.

Простият пробив

Конвенционалните методи за производство на HEA сплави включват нагряване на съставните елементи до температури от около 2000 градуса по Целзий и след това бързото им охлаждане преди смесването им. Този подход обаче не работи всеки път, тъй като 5-те елемента могат да не се съгласуват помежду си и да разцепят сплавта, подобно на група от петима души с различни характери.

Изследователският екип, ръководен от Фу Лей, професор от университета в Ухан, открива, че добавянето на галий към сместа от сплави може да намали температурата на приготвяне до „едва“ 650 градуса по Целзий.

Температурата на топене на галия е само ~30 градуса по Целзий. Това означава, че металът просто ще се разтопи, ако го държите в дланта си. Въпреки това изследователите го използват като реакционна среда и „лепило“ при приготвянето на сплави и постигат някои вълнуващи резултати.

Твърде хубаво, за да повярвате

Научният свят знае за галия от векове, а способността му да се връща в първоначалната си форма дори вдъхновява научната фантастика за самовъзстановяващ се течен метал във филми като „Терминатор“. Въпреки това откритието, направено от Фу и неговия екип, е твърде добро, за да се му се повярва.

Всъщност откритието е направено преди 2 години, но не е било оповестено, тъй като не е било възможно да се извърши научна рецензия. Дори рецензентите от списания като Nature са сметнали откритието за нереално и са искали да видят повече доказателства за процеса преди да го приемат за истина.

След това екипът провежда допълнителни експерименти и изчисления, за да подпомогне по-стриктното обяснение на основния механизъм. Те също така установяват, че сплавите, направени по този подход не се различават от тези направени по конвенционалните методи.

Сега изследователите обясняват, че нагряването на съвместими метали с галий води до спонтанно нарастване на кристални HEA наночастици. Освен това, те са успели да синтезират сплави с разнообразна гама метали, нещо, което не е било възможно чрез конвенционалните подходи.