Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Forskare från Belgorod State University (BSU) och Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech) studerade aluminiumlegeringar på atomnivå och hittade mönster som hjälper till att förbättra deras struktur. Resultaten kommer att vara användbara för att utveckla nya legeringar för moderna flygplan.
Enligt Marat Gazizov, seniorforskare vid BSU Laboratory of Mechanical Properties of Nanostructured and Heat-resistant Materials, fokuserade studien på Al-Cu-Mg-Ag-systemet som används för ving- och flygkroppshuden. De aluminiumlegeringar som används i flygplanskonstruktioner har en mängd fördelar, såsom låg vikt och motståndskraft mot slitage och brott vid förhöjda temperaturer, såväl som cykliska och stötbelastningar.
"Aluminium kombineras med koppar (Cu), magnesium (Mg), silver (Ag) och några andra grundämnen för att uppnå de önskade egenskaperna. Denna process som kallas legering kan avsevärt förbättra styrkan hos materialet som behandlats med specifika termiska eller termomekaniska metoder." Marat Gazizov förklarar.
Al-Cu-Mg-Ag-legering hjälper till att erhålla legeringar med hög värmebeständighet, men enligt projektledaren är utvecklingen av legeringens struktur och mekaniska egenskaper i olika termiska eller termomekaniska behandlingslägen och driftsförhållanden fortfarande inte väl förstått, vilket förklarar val av ämne för denna studie.
Marat Gazizov tillägger att legeringarna används som ett strukturellt material för delar och sammansättningar som utsätts för förhöjda temperaturer, vilket kräver en unik kombination av styrka, brottseghet och hög motståndskraft mot utmattningsspricktillväxt.
"Nu för tiden ses datorsimulering inte längre som en "trollstav" och används ofta för att studera effekter på atomnivå. När vi experimenterade med den värmebeständiga aluminiumlegeringen som innehåller mycket små mängder koppar, magnesium och silver, observerade vi bildning av dispergerade partiklar med en tjocklek på endast några nanometer vilket gör legeringen mycket starkare trots sin ringa storlek.Dessutom visade sig partiklarna vara koherenta och passade väl in i aluminiummatrisen, som pusselbitar, dock med lätta snedvridningar i deras atomstruktur. Vi fann också att partiklarnas struktur och därför den värmebehandlade legeringens mekaniska beteende förändras enligt ett visst mönster", konstaterar Anton Boev, forskare vid Skoltech.
Studien, publicerad i tidskriften Materials Characterization , ökar förståelsen för de unika mekaniska egenskaperna och strukturen hos aluminiumlegeringar. Kombinationen av mekaniska egenskaper som teamet har erhållit kommer att bidra till att förlänga livslängden för flygplanskonstruktioner gjorda av dessa material. + Utforska vidare
