Изобретён сплав, превосходящий сталь по прочности

Инженеры из Университета Монаша разработали огнеупорный высокоэнтропийный сплав (RHEA), который по своим механическим характеристикам превосходит традиционные конструкционные материалы. Предел текучести сплава при сжатии составляет более 2 гигапаскалей, что в два раза выше аналогичного показателя для стали и в три раза — для алюминия.

В состав материала входят пять элементов: титан, гафний, тантал, ниобий и цирконий. Отличительная особенность разработки заключается в технологическом процессе производства. Вместо традиционного способа, требующего экстремально высоких температур, исследователи применили контролируемый нагрев при более низких температурных режимах. Это позволило атомам указанных элементов образовать бездефектную структуру, состоящую из нанокристаллов, расположенных в определённой периодической конфигурации.

Ключевым достижением стало создание первого крупного цельного образца такого сплава в объемном виде. Ранее подобные материалы получались только в виде тонких покрытий, пленок или микроскопических образцов. Сплав обладает пластичностью, то есть способен деформироваться без разрушения при растяжении и сжатии.

Фундаментальное значение разработки заключается в самом подходе. Новая методология смещает акцент с химического состава на контроль процесса обработки материала. Именно «атомная архитектура», достигаемая благодаря контролируемому нагреву, определяет конечные свойства продукта.

Исследование опубликовано в журнале Science. Авторы работы отмечают, что эта методология потенциально позволит снизить себестоимость производства сплавов и упростить масштабирование технологии. Ученые предполагают, что разработанный подход можно будет использовать для создания новых материалов с заранее заданными свойствами.

Дальнейшие исследования будут сосредоточены на изучении атомных взаимодействий, приводящих к формированию наноструктур необходимой конфигурации, а также на анализе поведения материалов в процессе термической обработки.