فراوری فلزات بسیار سخت با استفاده از نانوذرات ممکن شد - وبلاگ اخبار و رویدادها

به گزارش وبلاگ اخبار و رویدادها، محققان دانشگاه براون روش جدیدی با یاری فناوری نانو برای ساخت فلزات فوق سخت ارائه کردند.

به گزارش گروه فناوری وبلاگ اخبار و رویدادها، سختی ماده نشان می دهد که چقدر در برابر خراشیده شدن یا خم شدن مقاومت می نماید. در خصوص فلزات، سختی معمولاً با توجه به اندازه دانه های میکروسکوپی تعیین می گردد، هر چه دانه کوچکتر باشد، فلز سخت تر می گردد.

به طور معمول یک فلز با استفاده از روش های ساخت ماکروسکوپی مانند چکش کاری، خم شدن یا پیچاندن سخت تر می گردد. در پروژه جدید، محققان از راهبرد پایین به بالا استفاده کردند، در نتیجه فلزات بسیار سخت تری فراوری شدند.

او چن، نویسنده مسئول این مطالعه، می گوید: چکش کاری و سایر روش های سخت شدن، همه از بالا به پایین ساختار دانه را تغییر می دهد، در نتیجه کنترل اندازه دانه ای که در نهایت به دست می آید بسیار سخت است. کاری که ما انجام داده ایم ایجاد بلوک های سازنده نانوذرات است که وقتی آن ها را فشار می دهید با هم ترکیب می شوند. از این طریق می توانیم اندازه دانه یکنواختی داشته باشیم که بتوان دقیقاً آن ها را برای خواص پیشرفته تنظیم کرد.

مسئله این است که سطح فلزات معمولاً با مولکول های آلی به نام لیگاند پوشانده می گردد که می توانند پیوند ذرات فلز را به شدت متوقف نمایند. محققان یک فرآیند شیمیایی ارائه کردند که می تواند این لیگاند ها را از بین ببرد و نانوذرات فلز را آزاد کند تا به وسیله یک فرآیند تف جوشی تحت فشار، راحت تر با هم ترکیب شوند.

با استفاده از این روش، محققان سکه هایی از نانوذرات فلزات مختلف مانند طلا، نقره و پالادیوم ساختند. در آزمایش ها ثابت شده است که آن ها بسیار سخت تر از حد معمول هستند به طوری که نسبت به سکه های طلا تا چهار برابر سخت تر هستند. سایر خصوصیات فیزیکی نیز کم و بیش بدون تغییر باقی مانده است.

در آزمایشی دیگر، محققان با استفاده از روش جدید خود شیشه ای فلزی ساختند. مانند شیشه های معمولی، این مواد دارای ساختار های بلوری آمورف هستند، که می تواند قالب سازی آن ها را راحت تر نموده و به طور بالقوه از فلزات معمولی مستحکم تر باشند.

چن می گوید: ساخت شیشه فلزی تک جزئی کار سختی است؛ بنابراین، بیشتر شیشه های فلزی آلیاژی هستند. اما ما توانستیم با نانوذرات آمورف پالادیوم فرآیند را آغاز کنیم و از روش خود برای ساخت یک شیشه فلزی پالادیومی استفاده کنیم.

محققان می گویند از این فرآیند می توان برای ایجاد پوشش های بسیار سخت، الکترود یا سایر اجزای فلزی استفاده کرد. نتایج این تحقیق در مجله Chem منتشر شده است.