(Phys.org)—Ett kombinerat team av forskare anslutna till Army Research Laboratory vid Aberdeen Proving Ground, Arizona State University och University of North Texas har utvecklat en nanokristallin legering som kombinerar hög mekanisk hållfasthet med krypmotstånd vid hög temperatur. I deras papper publicerad i tidskriften Natur , teamet beskriver hur de skapade materialet och dess egenskaper. Jonathan Cormier med Institut Pprime, UPR CNRS erbjuder en News &Views-bit om arbetet som gjorts av teamet i samma tidningsnummer och beskriver några av hindren som står i vägen för att legeringen ska användas i industriella applikationer.

Som Cormier noterar, det finns vissa applikationer (som flygplansmotorer) som kräver att metall är både extremt stark och motståndskraftig mot krypning (deformationer som uppstår på grund av långvarig stress) vid höga temperaturer. För närvarande, superlegeringar används, men de har sina gränser, och av den anledningen, nya legeringar med bättre egenskaper skapas för att ge fördelar som mer effektivitet (vilket kan innebära minskad bränsleförbrukning). I denna nya ansträngning, forskarna har hittat ett sätt att förbättra krypningen med en nanokristallin legering som de har utvecklat – sådana legeringar har vanligtvis dålig krypmotstånd på grund av de extremt små kornen som används för att tillverka dem.

För att göra sin legering, forskarna började med mycket små kopparkorn och lade sedan till tantalpartiklar till gränserna mellan de enskilda kornen för att hindra dem från att migrera - källan till kryp. Resultatet (som involverade flera fräsningar vid -196 °C) var en legering med utmärkta krypegenskaper på grund av en stabil mikrostruktur - testning visade att den var ungefär sex till åtta storleksordningar bättre än andra nanokristallina legeringar.

Utvecklingen av legeringen är betydande eftersom den visar att en nanokristallin legering kan göras för att vara krypbeständig; men det finns fortfarande problem med att förhindra dess användning i industriella tillämpningar – som Cormier noterar, främst bland dem är farhågor om huruvida processen skulle kunna överföras till massproduktion. Också, de ökade densitetsgränserna i legeringen gör den mer mottaglig för oxidation och legeringens krypmotstånd måste fungera vid högre temperaturer än vad den nya legeringen klarar av.

© 2016 Phys.org