Giới khoa học Hàn Quốc phát triển siêu kim loại bền bỉ bất kể nhiệt độ
Các nhà khoa học đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang của Hàn Quốc vừa công bố một phát minh đột phá đối với ngành vật liệu.
Theo đó, các nhà khoa học của Hàn Quốc đã tạo ra một hợp kim có độ entropy cao với khả năng duy trì độ bền và độ dẻo trong khoảng nhiệt độ từ -196°C (77 K) đến 600°C (873 K). Được dẫn dắt bởi giáo sư Hyoung Seop Kim đến từ khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, khám phá này mở ra nhiều cơ hội mới cho các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô và năng lượng.
Hợp kim “Hyperadaptor” được gia cố bằng các chất kết tủa ở kích thước nano hứa hẹn có thể ứng dụng trong hàng không vũ trụ, ô tô và năng lượng
Hầu hết các kim loại hiện nay đều nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến việc chúng chỉ hoạt động hiệu quả trong một dải nhiệt độ hạn chế. Ví dụ, tay nắm cửa kim loại có thể lạnh cóng vào mùa đông và nóng rát vào mùa hè. Điều này khiến cho các vật liệu kim loại thông thường không phù hợp với môi trường có nhiệt độ khắc nghiệt hoặc thay đổi liên tục.
Đột phá đến từ các nhà khoa học Hàn Quốc
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã giới thiệu khái niệm được gọi là “Hyperadaptor” và phát triển hợp kim entropy cao gốc niken (HEA). Hợp kim mới cho thấy hiệu suất cơ học ổn định trong dải nhiệt độ rộng, từ -196°C đến 600°C. Độ ổn định này được tạo ra nhờ sự hiện diện của các chất kết tủa L1₂ ở cấp độ nano phân bố đồng đều trong hợp kim. Các hạt mịn này giúp ức chế biến dạng, trong khi cấu trúc bên trong của hợp kim có khả năng thích ứng với ứng suất thông qua hành vi trượt nhất quán, bất kể nhiệt độ.
Phát minh này hứa hẹn sẽ có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực cần chịu đựng những thay đổi nhiệt độ đột ngột hoặc khắc nghiệt, như động cơ tên lửa, hệ thống ống xả ô tô, tua bin nhà máy điện và đường ống. Khả năng duy trì hiệu suất ổn định của hợp kim trong những điều kiện này có thể cải thiện đáng kể tính an toàn và hiệu quả.
Tính chất kéo và cấu trúc vi mô của hợp kim entropy cao gốc Ni thể hiện hành vi cơ học không nhạy cảm với nhiệt độ trong phạm vi nhiệt độ rộng
Giáo sư Kim nhấn mạnh: “HEA của chúng tôi phá vỡ những hạn chế của hợp kim hiện có và thiết lập một loại vật liệu mới không nhạy cảm với nhiệt độ. Khái niệm Hyperadaptor đại diện cho một bước đột phá trong việc phát triển các vật liệu thế hệ tiếp theo có hành vi cơ học nhất quán ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt”.
Được biết, nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí quốc tế Materials Research Letters, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực vật liệu.
