Ižurnál: Pořádně smáčknutý hliník se vyrovná oceli
23.9.2010 | PRAHA | Ižurnál
Největší výhodou hliníku je jeho lehkost a dostupnost. Naneštěstí má také jednu velkou slabinu: láme se už při zatížení, se kterým si těžší kovy snadno poradí.
Tam, kde je zapotřebí lehkost a pevnost současně, proto inženýři musí volit mnohem dražší titan. Vědci však mezitím nepřestávají hledat cesty, jak odolnost hliníku zvýšit. Mezinárodní tým výzkumníků vyzkoušel metodu kroucení v tlaku (high-pressure torsion, HPT) na slitině hliníku aluminium 7075, která obsahuje malé množství hořčíku a zinku. Do cylindrických komůrek vědci umístili tenké disky slitiny a za pomalého pootáčení je proti sobě tlačili silou přibližně 60 000 kilogramů na centimetr čtvereční. Vzorky slitiny pak déle než měsíc ponechali v pokojové teplotě. V metalurgii se tomu říká přírodní stárnutí.
Deformace enormním tlakem spolu s přírodním stárnutím pozměnila základní nanostrukturu kovu a tím i jeho vlastnosti. Upravená slitina zadržela tlak 1 gigapascalu a vyrovnala se tak některým z nejtvrdších druhů oceli. Odolnost běžného hliníku slitina překonala trojnásobně. Čtvercový plát o hraně jednoho metru vyrobený touto technikou by podle propočtů vědců byl schopen vydržet zatížení v plně naloženém letadle.
Tomografová atomová sonda (atom probe tomography) odhalila, že kroucení v tlaku mění mřížku tvořenou atomy do hierarchické nanostruktury: velikost zrn hliníku se zmenšila a atomy zinku a hořčíku se shlukly do celků o různé velikosti. Na ní pak záleželo, jestli zůstanou uvnitř zrn hliníku, nebo budou vytlačeny k jejich okrajům. Otázka, proč tato změna natolik mění vlastnosti slitiny, zatím není uspokojivě vysvětlena. Je však možné, že shluky atomů na okrajích různých zrn jsou navzájem pevněji svázány.
reklama
Deformace enormním tlakem spolu s přírodním stárnutím pozměnila základní nanostrukturu kovu a tím i jeho vlastnosti. Upravená slitina zadržela tlak 1 gigapascalu a vyrovnala se tak některým z nejtvrdších druhů oceli. Odolnost běžného hliníku slitina překonala trojnásobně. Čtvercový plát o hraně jednoho metru vyrobený touto technikou by podle propočtů vědců byl schopen vydržet zatížení v plně naloženém letadle.
Tomografová atomová sonda (atom probe tomography) odhalila, že kroucení v tlaku mění mřížku tvořenou atomy do hierarchické nanostruktury: velikost zrn hliníku se zmenšila a atomy zinku a hořčíku se shlukly do celků o různé velikosti. Na ní pak záleželo, jestli zůstanou uvnitř zrn hliníku, nebo budou vytlačeny k jejich okrajům. Otázka, proč tato změna natolik mění vlastnosti slitiny, zatím není uspokojivě vysvětlena. Je však možné, že shluky atomů na okrajích různých zrn jsou navzájem pevněji svázány.
reklama
Online diskuse
Redakce Ekolistu vítá čtenářské názory, komentáře a postřehy. Tím, že zde publikujete svůj příspěvek, se ale zároveň zavazujete dodržovat pravidla diskuse. V případě porušení si redakce vyhrazuje právo smazat diskusní příspěvěk
