알루미늄은 아주 좋은 경량의 재료이며 많은 청량 음료가 캔과 같은 캔을 만들기를 좋아하지만 알루미늄의 단점도 명백합니다 - 너무 부서지기 쉽습니다. 퍼듀 대학교의 연구자들은 새로운 알루미늄 합금의 강도를 만드는 것 외에도 금속의 결정 구조에 '결함'을 도입하여 재료 강도를 획기적으로 향상시키는 새로운 유형의 알루미늄 합금 부식 방지 코팅에도 사용할 수 있습니다.
연구자들은 Qiang Li를 위해 Sichuang Xue에게 남겨진 샘플을 준비했습니다.
현미경 적 수준에서 금속은 반복적으로 적층 된 결정 원자의 층으로 구성되며, 층 중 하나가 결손되었을 때 "적층 결함 (stacking faults)"을 겪는다.
두 가지 결함이있는 경우이를 "트윈 경계 (twin boundaries)"또는 "나노 고리 (nanotwins)"라고합니다. 9에 도달하면 '9R 단계'라고합니다.
흥미롭게도 이러한 누적 된 결함은 실제로 재료를 훨씬 더 강렬하게 만들고 Purdue 연구자는 '쌍둥이 쌍둥이'와 '9R'속성을 동시에 포함시키기를 희망합니다.
알루미늄 합금은 결정 구조를 연구하기 위해 투과 전자 현미경으로 분석됩니다.
어려움은 금속이 "높은 스태킹 결함 에너지"를 가지며, 재료가 '스스로 교정하는'경향이 있다는 것을 의미한다. 두 명의 새로운 연구 저자 인 Xinghang Zhang은 다음과 같이 말했다 :
이전에 알루미늄 소재에 '이중 경계'를 도입하는 것이 매우 어렵다는 것이 확인되었고, '적층 결함 에너지'가 너무 높기 때문에 '9R 위상'의 도입이 더욱 어려워졌습니다.
그럼에도 불구하고 그들은 재료의 강도와 연성을 개선하면서 열 안정성을 향상시키면서 새로운 알루미늄에 두 가지 기능을 도입하는 도전을 극복했습니다.
Purdue 연구자들이 발명 한 새로운 알루미늄 합금은 어깨에서 어깨까지 스테인레스 스틸의 강도 특성을 가지고 있습니다.
새로운 알루미늄에 '9R'을 도입하기 위해 과학자들은 극한의 알루미늄 플레이크와 실리카 입자에 충격을 가하기 위해 레이저를 사용하는 '충격에 의한'두 가지 기술을 사용했습니다.
논문은 Sichuang Xue는 말했다 : "우리는 기술이 폭 수십 나노 미터의 '9R'을 유도 할 수있는 것으로 나타났습니다. 두 번째 기법은 마그네트론 스퍼터링입니다.
이 공정은 철 원자를 알루미늄의 결정 구조에 도입하여 현재까지 최고 강도의 알루미늄 합금 소재를 제조 할 수 있으며이 공정은 산업 생산으로 확장 될 수 있다고한다.
이 신기술은 전자 장비 및 자동차의 내 부식성 코팅에 적용될 것으로 기대된다. "Xinghang Zhang은"이 결과는 상업적으로 큰 영향을 줄 수있는 스테인레스 스틸 숄더가있는 알루미늄 합금을 만드는 방법을 보여줍니다. "
'충격 유발'연구의 세부 사항은 Nature Communications의 최근호에 발표되었습니다.
'마그네트론 스퍼터링'연구의 세부 사항은 최근 발행 된 Advanced Materials 저널에 실렸다.
