У 10 разів більш міцний, ніж сталь. Американські дослідники розробили новий, надгнучкий сплав.

Інженери з Пердью в партнерстві з науковцями з Університету Г'юстона створили інноваційний метод, який дозволяє досягти поєднання виняткової міцності та пластичності в інтерметалевих сполуках кобальту та алюмінію (CoAl).

Висновки дослідження, представлені у виданні Science Advances, відкривають нові горизонти для аерокосмічної і енергетичної індустрій.

Інтерметаліди -- це тверді матеріали із високоупорядкованою кристалічною структурою. Вони володіють винятковою міцністю, стійкістю до високих температур і повільної деформації під тривалим навантаженням (повзучості). Завдяки цьому вони є критично важливими для реактивних двигунів, газових турбін та систем збереження енергії. Однак їхнім головним недоліком досі залишалася надзвичайна крихкість за кімнатної температури, що ускладнювало виготовлення деталей складної форми та створювало ризик раптового руйнування.

Дослідникам вдалося вирішити цю задачу, використавши метод магнетронного розпилення. На відміну від звичайного лиття з розплавленого металу, цей неравноважний процес дозволяє формувати матеріал із газової фази сплаву. Це дало можливість штучно інтегрувати у структуру CoAl високу концентрацію дислокацій — мікроскопічних зсувів у кристалічній решітці, які забезпечують металу здатність до деформації під впливом навантажень, а не руйнуванню.

Крім того, дослідники створили каркас з аморфних інтерфейсів (FAI) -- гнучких внутрішніх меж. Під час деформації матеріалу частини цих меж частково кристалізуються, що сприяє зародженню нових дислокацій.

Механічні випробування, проведені в сканувальному електронному мікроскопі, виявили, що новий сплав CoAl досягає межі плинності на рівні 6 ГПа (гігапаскалів). Це приблизно в 6-10 разів перевищує характеристики високоміцної конструкційної сталі. Крім того, цей матеріал здатен витримувати до 15% пластичної деформації під час стиснення при кімнатній температурі, що робить його одним з найперспективніших інтерметалевих сплавів сучасності.

За словами авторів роботи, підвищена пластичність і міцність CoAl дозволять створювати витриваліші лопаті турбін та елементи авіаційних двигунів. Новий матеріал витримуватиме вищу швидкість обертання та відцентрову силу, що значно підвищить ефективність аерокосмічної, оборонної та енергетичної техніки. На наступному етапі команда планує масштабувати технологію для промислового виробництва об'ємних нанокомпозитів та перевірити її на інших типах інтерметалідів.