До недавнего времени графен считался самым прочным материалом на нашей планете, поэтому его даже окрестили материалом будущего. Это двумерная аллотропная модификация углерода. То есть это углерод, имеющий однослойную кристаллическую решетку (толщиной в один атом) треугольной формы.
Он 200 раз прочнее стали. Однако в недавнем исследовании исследователи из Бристольского университета показали, что существует материал, который более чем в 100 раз прочнее графена. Кроме того, он более устойчив к экстремально низким температурам, чем графен.
Какой материал прочнее графена
Новый сплав, изученный группой американских ученых, сочетает в себе пластичность и прочность, а при охлаждении эти два свойства только увеличиваются. Сплав был назван CrCoNi в честь химических символов трех металлов: хрома, кобальта и никеля. В состав CrCoNi входят все три металла равных пропорциях, что, видимо, и придает ему удивительные свойства.
«При разработке конструкционных материалов вы хотите, чтобы они были прочными, а также пластичными и устойчивыми к разрушению. Как правило, вам нужно найти золотую середину между этими свойствами. Кроме того, вместо того, чтобы становиться хрупким при низких температурах, этот металл становится более прочным», — отмечает phys.org.
Для сравнения, алюминиевые сплавы, используемые в авиастроении, имеют ударную вязкость 35 мегапаскалей на метр. Прочность этого сплава превышает 500 мегапаскалей на метр. По этому параметру этот сплав явно превосходит очень хрупкий графен. Кроме того, высокая прочность графена сохраняется лишь в малых масштабах, то есть на нанометровом уровне. Поэтому его область применения ограничена. Что касается сплава кобальт-хром-никель, то этот материал испытывали на слитке размером с пачку сигарет.
Свойства самого прочного материала
Структура сплава предельно проста – это сочетание хрома, никеля и кобальта (CrCoNi). Все химические элементы представлены в равных пропорциях. Благодаря этому материал проявляет удивительные свойства — например, его прочность среде жидкого гелия достигает 500 мегапаскалей на квадратный метр. м. Для сравнения, для авиационного алюминия этот показатель составляет всего 35, для лучших образцов стали — до 100.
Микроскопия показала, что неоднородная атомарная структура сплава имеет свойство «самоорганизации», под нагрузкой она деформируется и кристаллы меняют свою форму. Изначально кубическая структура приобретает форму гексагональной, что позволяет ей очень эффективно сопротивляться нагрузке. Чем больше давление, тем прочнее становится материал.
Главное свойство новинки - она идеально подходит для создания конструкций в морозном пространстве. А также на других планетах, например, в холодной атмосфере Марса или на Луне, как базы для размещения колонистов.
Как сплав можно использовать на практике?
Считается, что CrCoNi можно использовать для изготовления фюзеляжей самолетов или космических аппаратов для исследования дальнего космоса. Однако пока это невозможно: производство CrCoNi чрезвычайно дорого.
«Когда вы летите на самолете, хотели бы вы знать, что изготовленный несколько месяцев назад сплав кузова защитит вас от падения с большой высоты? Или, может быть, вы хотели бы, чтобы это были известные и проверенные материалы? Поэтому внедрение таких сплавов может занять много лет или даже десятилетий», — добавили исследователи CrCoNi.
Купить металлопрокат в Москве по выгодной цене предлагает интернет-магазин «Артметаллгрупп». У нас вы всегда можете купить металлопрокат в большом ассортименте: арматура, труба, балка, швеллер, уголок, полоса, круг, квадрат, лист и т.д. Металлопрокат соответствует мировым стандартам и ГОСТам.