I dag, karossen på en vanlig familjebil består av 193 olika ståltyper. Stålet för varje del av bilen har noggrant valts ut och optimerats. Det är viktigt, till exempel, att alla delar är så lätta som möjligt på grund av bränsleförbrukningen, medan andra delar av bilen måste vara superstarka för att skydda passagerare i en kollision.
Superstarka nanostrukturerade metaller kommer nu in på scenen, syftar till att göra bilar ännu lättare, gör det möjligt för dem att stå kollisioner på ett bättre sätt utan ödesdigra konsekvenser för passagerarna. Forskning på detta område bedrivs över hela världen. Nyligen, en ung doktorand från materialforskningsavdelningen vid Risø DTU tog forskningen ett steg längre genom att upptäcka ett nytt fenomen. Den nya upptäckten kan påskynda den praktiska tillämpningen av starka nanometaller och har publicerats i den uppskattade tidskriften " Förfaranden från Royal Society "i London i form av ett papper på cirka 30 sidor skrivet av tre författare från Risø DTU.
Den unga studentens forskningsuppgift, Tianbo Yu, är att bestämma stabiliteten i nya nanostrukturerade metaller, som verkligen är mycket starka, men tenderar också att bli mjukare, även vid låga temperaturer. Detta beror på att mikroskopiska metallkorn av nanostrukturerade metaller inte är stabila - ett problem som Tianbo Yus upptäckt nu ger en förklaring.
Den fina strukturen består av många små metallkorn. Gränserna mellan dessa metallkorn kan röra sig, även i rumstemperatur. Samtidigt sker en grovning av strukturen och nanometallets styrka försvagas följaktligen. Tianbo Yu's har nu visat att kornens gränser kan låsas, när små partiklar finns och att lösningen är tekniskt genomförbar. Detta har banat väg för att bilkomponenter kan tillverkas av nanometaller.
"Vi samarbetar med ett danskt företag och även ett danskt rådgivande ingenjörsföretag i syfte att utveckla lätta och starka aluminiummaterial med tanke på deras användning i lätta fordon där särskilt deformation i hög takt som vid en kollision är i fokus. Det nya fynd kommer att ingå i detta arbete, "säger Dorte Juul Jensen, avdelningschef och Dr. Techn. Hon är glad att de utmärkta fynden också har praktiska tillämpningar.
Tianbo Yu kommer från Tsinghua University i Peking - ett ledande universitet inom teknisk vetenskaplig forskning. Hans studier i Danmark har finansierats av danska National Research Foundation, som också stöder ett dansk-kinesiskt grundforskningscenter inom materialforskningsavdelningen, där Tianbo Yu nu är anställd.
Tianbo Yu är en engagerad och begåvad forskare, som vill driva en forskarkarriär i Danmark. Hans fru är student vid RU (Roskilde universitet) och tillsammans med sina studier, de har båda bestämt sig för att satsa mycket på att lära sig danska; och de har blivit bra på det. - Sammantaget en framgång för såväl vetenskap som globalisering.
Mindre metallkorn resulterar i starkare metaller
Nanometaller innehåller mycket små metallkorn - från 10 till 1, 000 nanometer. En nanometer är en miljonedel av en millimeter. Ju mindre metallkornen blir, desto starkare blir metallen. Metallen blir dubbelt så stark, till exempel, om de enskilda metallkornen görs fyra gånger mindre. Det är därför materialforskarna arbetar för att minska storleken på de enskilda metallkornen. I stål och aluminium, partiklarna har reducerats till under 1 mikrometer, vilket är en tusendels millimeter. Det finns ett stort intresse för nanometaller över hela världen. Nanometaller är superstarka och deras superstyrka kan kombineras med andra önskade egenskaper, för.
Ett bra exempel på en superstark nanometal är de tunna ståltrådarna som används på flyglar och för att stärka lastbilsdäck och containrar, som måste tåla ett extremt högt tryck. Faktiskt, de har varit kända i många år, men nu har de blivit föremål för forskarnas förnyade och starka intresse.
Forskare är inte bara intresserade av metallkornens storlek. Gränssnitten mellan de enskilda metallkornen är också viktiga för ett antal egenskaper. En speciell typ av spannmålsgränser, så kallade tvillinggränser, ger både styrka och god elektrisk konduktivitet. Detta banar väg för att producera tunnare trådar, vilket minskar materialförbrukningen.
