Металл, который не треснет при −196°C: прорыв для космоса и океана
Металлы, работающие в экстремально холодной среде, должны сохранять прочность, пластичность и вязкость. Однако традиционные сплавы при сверхнизких температурах становятся хрупкими и склонными к растрескиванию — это явление называют «хладноломкостью». Именно оно стало одной из причин гибели «Титаника» и до сих пор тормозит развитие глубоководных и космических технологий. Эту информацию сообщает сайт Phys.org.
Исследовательская группа под руководством Цзыбиня Чена из Гонконгского политехнического университета предложила два решения. Первое — стратегия «интерфейсов с отрицательной кривизной»: изменение геометрии наночастиц внутри сплава позволило материалу выдерживать высокие нагрузки, сохраняя способность деформироваться. Созданный сплав NiCoCr-AlTa при температуре 77 К (−196°C) показал предел текучести около 1,30 ГПа, прочность на разрыв около 1,80 ГПа, пластичность 50% и трещиностойкость около 213 МПа·м¹/².
Второй прорыв — гибридная 3D-печать с постобработкой, создающая «иерархические наноупорядочения» в сплаве на основе NiCoCr. При температуре жидкого азота материал достиг предела текучести около 2,0 ГПа, прочности на разрыв около 2,4 ГПа и равномерной пластичности 22%. Обе работы опубликованы в Nature Communications.
Сплавы можно производить традиционными методами — плавкой, прокаткой и краткосрочным старением, что упрощает масштабирование. Команда планирует испытать промышленные образцы и вывести технологию на коммерческий рынок в течение 5–10 лет. Это открывает путь к созданию оборудования для глубоководных аппаратов и космических миссий, работающего при экстремально низких температурах.
