Материал на основе кобальта и алюминия превзошел сталь по прочности в 10 раз

Учёные из Университета Пердью разработали материал на основе кобальта и алюминия с пределом текучести более 6 ГПа. Для сравнения: высокопрочные конструкционные стали показывают 0,6-1 ГПа.

Соединение CoAl относится к классу интерметаллидов. Атомы в нём упорядочены в жёсткую кристаллическую решётку. Это обеспечивает высокую прочность и термостойкость. Но та же структура делает материал хрупким при ударных нагрузках.

Исследователи намеренно внесли дислокации — локальные нарушения укладки атомов. Эти дефекты позволяют атомным слоям смещаться относительно друг друга. Дополнительно созданы аморфные границы между слоями. Под давлением они генерируют новые дислокации и повышают пластичность.

Испытания показали: образец выдержал более 15% пластической деформации при комнатной температуре без разрушения. Такое сочетание прочности и вязкости критично для деталей авиационных турбин. Они работают при высокой температуре, вибрации и переменных нагрузках.

Сейчас CoAl получают методом парового осаждения в виде наноламината. Это лабораторная технология, не готовая к промышленному масштабу. Команда планирует адаптировать процесс для массового производства. Если метод применим к другим интерметаллидам, он откроет возможности для аэрокосмической и энергетической отраслей.