Нанопоры — не дефекты, они улучшают характеристики материалов

Обычно пустоты и поры считаются дефектами, которые ухудшают качество материала. Их нужно устранять в процессе производства.

Однако группа исследователей под руководством профессора Цзинь Хайцзюня из Института исследования металлов (IMR) Китайской академии наук считает, что пустоты могут быть полезны. Это подтверждается тем, что металл с большим количеством наноразмерных пустот демонстрирует улучшенные механические характеристики по сравнению с образцами без пустот.

Работа была опубликована в журнале Science.

Команда разработала новый материал, который назвали нановоидное дисперсное золото (NVD Au). В нём много пустот наноразмера — от нескольких до нескольких сотен нанометров. Пустоты распределены равномерно.

Производство NVD Au включает в себя деаллоирование (коррозионный процесс), обработку сжатием и термическим отжигом.

NVD Au прочнее и пластичнее полностью плотного золота: он может выдержать более высокие нагрузки и растягиваться без разрушения.

Упрочнение NVD Au происходит благодаря улучшению взаимодействия дислокаций с поверхностью и подавлению зарождения трещин в структуре.

Цзинь отмечает, что этот метод позволил одновременно усилить NVD и уменьшить плотность материала, снизив его вес. При этом состав и фаза базового материала не меняются, поэтому физико-химические свойства сохраняются.

Такой подход к упрочнению может применяться в различных областях: от портативной электроники до авиастроения.

Иллюстрация: нейросеть

08.08.2024