Phát triển thành công kim loại siêu cứng mới dành cho tàu vũ trụ

Đây chỉ là những bước đi đầu tiên trong việc khai phá kho báu ẩn giấu một thế hệ kim loại mới với những đột phá về tính chất vật lý và khả năng ứng dụng, đặc biệt đối với việc chế tạo tàu vũ trụ.

Các nhà khoa học vật liệu tại Đại học California – UCLA – (Los Angeles, Mỹ) đã chế tạo thành công một hợp kim mới siêu cứng và siêu nhẹ. Tỷ lệ độ cứng trên khối lượng của hợp kim vượt xa so với hầu hết những hợp kim đang được sử dụng hiện nay. Loại hợp kim này được cấu thành từ kim loại nền magie và các hạt nano silic cacbua lấp đầy những lỗ trống trong mạng lưới phân tử.

Các nhà nghiên cứu cho biết sự ra đời của loại hợp kim đặc biệt này chỉ là khởi đầu cho hàng loạt phát minh đột phá khác về vật liệu mới, sau khi họ làm chủ được kỹ thuật phân tán đều các hạt nano trong kim loại nóng chảy mà không biến đổi cấu trúc ban đầu của kim loại. Người đứng đầu nhóm nghiên cứu, giáo sư Xiaochun Li, cho biết ông cùng các đồng nghiệp đã thành công trong việc chứng minh lý thuyết các hạt nano có thể tăng cường độ bền của kim loại mà không làm giảm độ đàn hồi của chúng, đặc biệt đối với kim loại nhẹ như magie.

Các đồng nghiệp của giáo sư Li cũng nhận định rằng thông qua việc việc sử dụng nguyên lý pha tạp và kỹ thuật xử lý vật liệu, kết quả nghiên cứu của họ đã mở ra một phương pháp mới để nâng cao hiệu quả hoạt động của nhiều kim loại khác nhau, đáp ứng những thách thức về năng lượng và phát triển bền vững của thế giới trong những năm tới đây. Loại hợp kim mới cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ bền, độ cứng, độ đàn hồi, và khả năng chịu nhiệt.

Một nghiên cứu trước đó cho thấy các hạt nano sau khi đưa vào mạng lưới phân tử của kim loại có xu hướng tập trung lại với nhau thay vì phân tán đồng đều, khiến kim loại cứng hơn nhưng độ đàn hồi lại giảm. Nhóm nghiên cứu cảu UCLA đã giải quyết vấn đề này bằng cách phân tán các hạt nano trong hợp kim nóng chảy của magie-kẽm với tỷ lệ 86% kim loại và 14% hạt nano.

Hiện này, magie và kẽm là những kim loại dồi dào trong tự nhiên, cho phép ứng dụng công nghệ trên quy mô lớn. Các nhà khoa học hy vọng có thể nhanh chóng phát triển các ứng dụng công nghiệp của kim loại mới. Ngoài ra, họ cũng khẳng định đây chỉ là những bước đi đầu tiên trong việc khai phá kho báu ẩn giấu một thế hệ kim loại mới với những đột phá về tính chất vật lý và khả năng ứng dụng, đặc biệt đối với việc chế tạo tàu vũ trụ.

Tham khảo ScienceTimes

Nguồn: GenK