Оловянная чума

Есть такое явление, создавшее в прошлом множество проблем, как оловянная чума. Т.е. ситуация, когда материал имеет разные формы существования (аллотропные модификации) в разных условиях, а если одна форма быстро переходит во вторую, то это может быть и опасно и плохо предсказуемо. Как в случае олова, когда изделия из “белого” олова, при понижении температуры превращались в порошок из “серого” олова. Как Гендальф какой-то.

У большинства металлов есть свои такие аллотропные модификации, включая железо, которое для технологии основной металл. Но по большей части все эти чудеса для большинства металлов происходят при довольно высоких температурах. От 700℃ и более.

Но для технологии это все очень важно. Т.к. многие процессы протекают при таких температурах и выше. Взять хотя бы двигатель машины, турбину самолета любую печь и т.д.

Опасения о возможном и очень быстром превращении какой-то части чего-то в порошок всегда есть. Металлы и сплавы стараются изучать при всех нужных для их использования условиях. Но длительное время все было относительно “просто” (просто употребляю в сравнении с формирующейся ситуацией). Большая часть сплавов довольно простые. Есть основной металл (например, железо), а к нему уже как специи добавляют другие элементы для изменения свойств. Редко какие сплавы имеют больше 2-3 основных (больше 35%) элементов в составе.

Но постоянно были идеи сделать сплавы как ассорти с разным составом. Т.е. не больше 35% каждого элемента и не менее 5% для основных. Конечно, просто так взять и намешать разные металлы. Можно просто получить хрупкую непонятно что, т.к. есть еще и всякие растворимости одного в другом и прочее. Но для некоторых случаев составы с большим числом разных элементов существуют. Называют такие сплавы высокоэнтропийными (один из первых разработчиков их так назвал).

И вот с этими сплавами есть несколько сложностей. Как их найти (подобрать нужный состав), т.е. как с готовкой - переборщил картошки и уже не суп, а пюре, ну и самое “неприятное” - всякие вот эти вот фазовые переходы и аллотропы.

Сделали, к примеру, турбинную лопатку из такого сплава. Все вроде протестировали, все вроде при высоких температурах работает. А тут бац - чуть другие условия или какое соединение или частичка какого-то минерала на лопатку попала - и бац все в порошок.

Для этих высокоэнтропийных сплавов этого очень боятся. Свойства сложно предсказать в различных условиях. Про оловянную чуму тысячи лет знали, но все равно попадались.

Ну и к чему я это веду. Для разработки технологий работы с такими сплавами, изготовлению тестовых образцов из них и изделий мы предлагаем 3D принтеры для работы с металлами.