Новое поколение металлических материалов
Интернациональная исследовательская несколько, представленная учеными из Мадридского Университета Перспективных Изучений Материалов (IMDEA Materiales) и Конструкторско-Технологического Бюро «Искра» (г. Уфа) создала способ механической обработки металлов, разрешающий при комнатной температуре и атмосферном давлении создать и стабилизировать новые кристаллические состояния металлов
В металлах упорядоченное размещение атомов образует так именуемую кристаллическую решетку, геометрия которой определяется условиями и природой материала его получения, такими как давление и температура. При обычных условиях (атмосферном давлении и комнатной температуре) чистые металлы, такие как золото, медь и алюминий имеют кубическую решетку; магний, цирконий и титан – гексагональную.
При повышении давления смогут происходить трансформации геометрии кристаллической структуры, что сопровождается образованием новой фазы. К примеру, титан при наложении гидростатического давления в 1 миллион воздухов изменяет гексагональную структуру на кубическую. Полученное в таких условиях состояние нестабильно, и при возвращении к обычным условиям металл опять переходит в гексагональную форму.
Очевидно, что экстремальные условия, требуемые для получения новой фазы, значительно ограничивают возможности его применения на практике.
Долгие изучения испанских и русских ученых разрешили создать способ, при помощи которого в обычных условиях стабилизируется состояние материалов, достигаемое при высоких давлениях. Способ основан на одновременном его деформации и сжатии металла сдвигом с натяжением. Сдвиг очень сильно воздействует на кинетику перехода одной структуры в другую, разрешая не применять большие давления.
По окончании успешных опробований чистых циркония и металлов титана была подана заявка на патентование этого способа.
Фазы, каковые возможно взять при больших давлениях, имеют новые свойства, что делает их весьма перспективными с технологической точки зрения. К примеру, титан с кубической кристаллический решеткой рассматривается как материал для изготовления имплантов костей, потому, что его упругость ближе к упругости костного материала, чем титана с гексагональной структурой. Помимо этого, продемонстрировано, что температура сверхпроводящего перехода для кубического титана выше.
Эту работу возможно назвать первым шагом в области разработки материалов нового поколения. Свойства таких материалов еще не всецело обрисованы и изучены, но разумеется, что они будут занимательны в разных областях использования на практике.
Мария Костюкова