Како може металот да издржи екстремен студ без нагло да стане кршлив? Во експериментално испитување објавено во списанието Nature, истражувачите ги тестирале механичките својства и микроструктурата на две легури — материјали составени од повеќе елементи — со кубна просторна решетка. При тестовите, проценетата температура кај врвот на пукнатината била 18–25 K, а авторите ја поедноставиле на 20 K.
Кај ваквите метали, пластичното деформирање обично го овозможуваат дислокации, мали дефекти во кристалната решетка што можат да се движат. На ниски температури нивното движење се забавува; пластичната зона околу врвот на пукнатината се стеснува и може да настане кршлив лом. Сепак, испитаните легури при 20 K покажале плато на затезната граница на течење и отпорноста на кршење, без забележлив премин од пластично во кршливо однесување.
Како структурата го менува одговорот?
Еден дел од објаснувањето е двојникувањето: локално преуредување на кристалот во огледални обрасци. Истражувачите забележале и трансформација во ω-фаза. На границите на овие структури се создавале нови дислокации пред да почне нивното општо движење. Така материјалот можел да се деформира и да ги распредели напрегањата, наместо пукнатината веднаш да предизвика лом.
За легурата Nb₄₅Ta₂₅Ti₁₅Hf₁₅, измерената граница на течење била приближно 938,9 ± 22,6 MPa при 20 K, слично на вредноста при 77 K. Механичките резултати за оваа легура вклучувале три затезни теста и два теста на отпорност на кршење. Овие мерења даваат конкретен пример за однесувањето на материјалот, но се засноваат на ограничен број тестови.
Научна основа и ограничувања
Експериментално испитување на механичките својства и микроструктурата на две легури при ниски температури, со затезни тестови, тестови на отпорност на кршење и микроскопска анализа.
Примерок: Две легури; за Nb₄₅Ta₂₅Ti₁₅Hf₁₅ се наведени n=3 затезни теста и n=2 теста на отпорност на кршење; вкупниот број примероци не е наведен..
- Испитувањето опфатило две легури; пријавените механички тестови за едната легура вклучуваат три затезни примероци и два теста на отпорност на кршење, па резултатите не утврдуваат како ќе се однесуваат сите легури со кубна просторна решетка.
- Проценетата температура на врвот на пукнатината била 18–25 K, а 20 K е поедноставено наведување; заклучокот се однесува на испитаните услови и температури.
- Составот, меѓупросторните примеси, големината на зрната и обработката влијаат врз кршливоста. Затоа резултатите не значат дека секоја варијанта на легурите ќе се однесува исто.
- Можното значење за енергетиката, транспортот и воздухопловството е потенцијална примена; трудот испитува експериментални материјали, а не готови компоненти во работа.
