Supranano Engineering verbetert de sterkte en ductiliteit van structurele materialen

Voortbouwend op hun werk aan de allereerste Supranano Magnesium-legering, heeft een onderzoeksteam onder leiding van City University of Hong Kong (CityUHK) aangetoond hoe Supranano Engineering kan leiden tot hogere sterkte en hogere ductiliteit in bulkstructureel materiaal.

De bevindingen zijn geweest gepubliceerd in Wetenschap Onder de titel, “Ductilisatie van 2,6-GPA-legeringen via geordende interfaces op korte afstand en Supranano Precipitates.”

Het ultieme probleem dat het door CityUHK geleide team heeft opgelost, is gerelateerd aan de sterkte en ductiliteit van materialen gemaakt van metalen, bijvoorbeeld staal of titanium, zei professor Lu Jian, decaan van Cityuhk’s College of Engineering.

“Als we sterkere en meer ductiele materialen willen creëren, moeten we waken tegen het produceren van legeringen die onvermijdelijk een verminderde stamhardende capaciteit vertonen in de loop van de tijd,” zei professor Lu.

De unieke benadering van het team van professor Lu is met succes de regeling en het ontwerp van het graaninterieur en de grenzen van een fijnkorrelige legering op het supranano-niveau, dwz onder de 10 nanometers beheersen.

“We hebben eerder gewerkt aan magnesiumlegeringen, maar voor dit project hebben we een multicomponentmengsel van metalen gebruikt voor synthese,” legde professor Lu uit, waarbij de drie samenwerkingsgroepen onder zijn team zijn voormalige Ph.D. Studenten en postdocs die onderzoek doen naar supra-nano-duale fase structuren. Ze zijn nu professoren en onderzoeksleiders aan de Xi’an Jiaotong University.

Ze ontdekten dat de supranano-ordening hielp om een ​​continu verhoogde stroomstress te bevorderen tot de breuk van de legering bij een opmerkelijke 10% stam met een even indrukwekkende 2,6-gigapascale (GPA) trekspanning.

“De opbrengststerkte van nanostructureerde fijnkorrelige legeringen is meestal minder dan 1,5 tot 2 GPA,” zei hij.

In wezen gaat professor Lu verder, ontdekte het door CityUHK geleide team dat Supranano-ordeningen een sterker pinning-effect hebben voor dislocaties en stapelfouten (SFS). Het maakt de beweging van dislocaties en SF’s langzaam, wat de mogelijkheid van hun interactie en verstrengeling verhoogt met andere beweegbare dislocaties, en die vermenigvuldiging en accumulatie van deze defecten bevordert bij het laden.

“De supranano-ordeningen met neerslag zijn uniform verdeeld in het korrelinterieur, en dus is de verdeling van de gegenereerde defecten ook uniform, dat de lokalisatie van de spanning verlicht, wat leidt tot wederzijds complementaire versterking en ductilisatie en een hoge stamhardende snelheid en grote verlenging en een grote verlenging en een grote verlenging. , “Zei professor Lu.

Het verfijnen van deze supranano-engineeringtechnieken zal de sterkte en ductiliteit van verschillende materialen verder verbeteren, wat leidt tot een spectrum van toepassingen in ruimtevaart, auto, 3C, 3C (computer, communicatie en consumentenelektronica) industrie en in de bouw met behulp van supersterke legeringen.