آلیاژ آلومینیوم با ۴۰ درصد استحکام بیشتر ابداع شد

به گزارش روا 24 و به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، تردی هیدروژنی (Hydrogen Embitterment) فرایندی است که در آن هیدروژن بانفوذ به ماده فلزی منجر به ایجاد ترک، کاهش انعطاف‌پذیری و در نهایت شکست و تخریب آن می‌شود.

در همین راستا گروهی از محققان انستیتو مکس پلانک عنصر اسکاندیم را با آلیاژهای آلومینیوم ترکیب کردند تا به ۴۰ درصد استحکام بیشتر دست یابند. همچنین این آلیاژ پنج برابر مقاومت بیشتر نسبت به تردی هیدروژنی ایجاد و هم‌زمان نرمی را حفظ می‌کند.

روش نوآورانه محققان نه‌تنها قدرت استثنایی بلکه مقاومت فوق‌العاده در برابر تردی هیدروژنی را ممکن می‌سازد و راه را برای اجزای آلومینیومی ایمن‌تر و کارآمدتر در اقتصاد هیدروژنی هموار می‌کند. آنها فاش کردند نانوذراتی با پوسته از آلومینیوم، منیزیم و اسکاندیم هیدروژن را به دام می‌اندازند و ریسک تردی هیدروژنی را کاهش می‌دهند. از سوی دیگر نانوذرات آلومینیوم و اسکاندیم استحکام آلیاژ را می‌افزایند.

پژوهشگران از یک استراتژی رسوب‌دهی پیچیده و با دانه‌بندی سایز در آلیاژهای آلومینیوم – منیزیم حاوی اسکمیم استفاده کردند. آنها از طریق یک فرایند حرارتی دومرحله‌ای، نانو رسوب‌های Al۳Sc را طراحی کردند که در آن یک پوسته از Al۳(Mg,Sc)۲ با طراحی ساختاری بسیار پیچیده شکل می‌گیرد.

این نانوذرات های دوتایی در سراسر آلیاژ منتشر می‌شوند و دو نقش کلیدی را خواهند داشت. فاز Al۳(Mg,Sc)۲ هیدروژن را به دام می‌اندازد و مقاوم در برابر تردی هیدروژنی را می‌افزاید و از سوی دیگر ذرات Al۳Sc استحکام را می‌افزایند.

ماده حاصل در مقایسه با آلیاژهای بدون اسکاندیم ۴۰ درصد استحکام بیشتر دارد و مقاومت آن در برابر تردی هیدروژنی پنج بار بیشتر شده است.