Ученые создали сверхпрочный и сверхлегкий «нанометалл» из магния

Американские физики создали необычный «наносплав» на основе магния и наночастиц карбида кремния, который одновременно обладает легкостью магния и высокой прочностью и стойкостью карбида кремния.

Физики из Лос-Анджелеса создали уникальный материал на базе сплава магния и наночастиц карбида кремния, который обладает рекордно высокой прочностью и крайне низкой плотностью, превосходя по этим свойствам все «авиационные» сплавы, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

«Мы давно подозревали, что наночастицы могут заметно усилить прочность металлов, при этом не снижая их пластичности, в особенности легких металлов, таких как магний, но никому до нас не удавалось равномерно распределить такие частицы по расплаву металла», — заявил Сяочунь Ли (Xiaochun Li) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

Ли и его коллеги смогли сделать магний в 4-5 раз прочнее, чем он является в чистом виде, научившись «засеивать» расплав из магния и цинка небольшими наночастицами из карбида кремния – крайне прочного материала, почти не уступающего по своей твердости алмазу.

Для этого ученые создали специальную плавильную и распылительную установку, которая насыщает расплав наночастицами и при этом защищает его от окисления и других химических процессов, заставляющих частицы карбида кремния скапливаться в одних регионах расплава и почти отсутствовать в других.

Эта установка работает довольно остроумным способом – она не наращивает концентрацию наночастиц в расплаве, а уменьшает концентрацию металла в нем, испаряя цинк и магний, имеющие гораздо меньшие температуры плавления, чем карбид кремния. Это позволило физикам добиться идеального распределения наночастиц по будущему слитку металла.

Эта технология позволила ученым создать «нанометалл», который примерно на седьмую часть (14%) состоит не из магния или цинка, а из карбидных наночастиц, равномерно распределенных по толще сплава. Слиток из такого «нано-магния» способен выдержать 715 мегапаскаль давления, что соответствует семи тысячам атмосфер, до того, как он начнет деформироваться, что примерно равно аналогичному показателю (830 МПа) для титановых сплавов, используемых в авиации.

Как считают ученые, аналогичные «суперметаллы» можно изготовлять, используя те же наночастицы и другие виды металлических сплавов, хотя пока об этом сложно говорить наверняка, так как для этого требуются дополнительные эксперименты. С другой стороны, «наномагний» уже сейчас можно использовать для изготовления кузовов машин, промышленных и медицинских инструментов, а также целого ряда других металлических изделий.

Источник: ria.ru