Metalik bir krom, kobalt ve nikel alaşımı olan CrCoNi, özellikleri sayesinde bilim adamlarını bile hayrete düşürdü. Malzeme etkileyici bir şekilde güçlüdür, yani kalıcı deformasyona karşı dayanıklıdır ve aynı zamanda son derece sünektir, yani oldukça dövülebilir yapıda. Bu iki özellik bir araya geldiğinde dayanıklılığın ölçümünü oluşturur ve CrCoNi, dünya üzerindeki açık ara en sert malzeme olarak karşımıza çıkıyor.
CrCoNi, element oranlarının kabaca aynı olduğu malzemeler olan yüksek entropili alaşım (HEA) ailesinin bir parçasıdır. Bu HEA'lar çok yüksek dayanıklılığa sahip olan yapıdadırlar. Ancak en aşırı koşullarda test edilmeleri zor olmuştur. Teknoloji artık bunu yapacak kadar gelişti ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (Berkeley Laboratuvarı) ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki (ORNL) araştırmacılar, CrCoNi'nin şaşırtıcı bir şekilde soğudukça daha da sertleştiğini keşfettiler.
Soğudukça daha da sertleşiyor
ORNL ve Tennessee Üniversitesi'nden proje eş lideri Easo George yaptığı açıklamada, "Yapısal malzemeleri tasarlarken, onların güçlü ama aynı zamanda sünek ve kırılmaya karşı dirençli olmalarını istersiniz. Bu malzemede her ikisi de mevcut ve düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelmek yerine daha da sertleşiyor." dedi.
Ekip ilk olarak yaklaşık on yıl önce CrCoNi ve ekstra manganez ve demir (CrMnFeCoNi) içeren başka bir alaşım üzerinde çalışmaya başladı. Numuneleri sıvı nitrojen sıcaklıklarına itebildiler, bu da malzemelerin oldukça iyi olduğunu ortaya çıkardı. Ancak onları daha aşırı koşullar altında test edebilmek ekibin yıllarını aldı. CrMnFeCoNi iyi iş çıkardı, ancak CrCoNi olağanüstüydü.
Bu malzemenin sıvı helyum sıcaklıklarına (-253 santigrat derece) yakın sağlamlığı, 500 megapaskal karekök metre kadar yüksektir. Yolcu uçaklarındaki alüminyum gövde yaklaşık 35 ve en iyi çeliklerden bazılarının dayanıklılığı 100 civarında. Yani, 500 gerçekten inanılmaz bir sayı. Malzeme, önce işlenebilirlik ve ardından güç sağlayan etkileşimlerin "sihirli bir dizisini" yaratan deformasyon altında davranışlar sergiler. İlk başta yapısı çok basit, sadece tanecikler, ancak deforme olduktan sonra kırılmalara karşı dirençli hale getiren çok karmaşık bir yapıya dönüşüyor.
Materyal şu anda farklı uygulamalar için geliştiriliyor, ancak onu yaratmanın maliyeti nedeniyle, araştırmacılar şu anda derin uzay gibi aşırı ortamlar için iyi bir aday olduğunu düşünüyorlar.
Science dergisinde yayınlanan makalenin detaylarını buraya tıklayarak görebilirsiniz.
