Дослідницька група японського університету Тохоку розробила сплав металів на основі міді, що володіє найбільшою на сьогоднішній день пружною деформацією при розтягуванні при кімнатній температурі, повідомляє портал Techxplore.com.
Навіть при певних рівнях навантаження метали можуть повертатися до своєї первісної форми завдяки еластичності. Матеріали з великою пружною деформацією забезпечують більшу гнучкість в повсякденних спортивних товарах і медичних пристроях, тому вони користуються великим попитом.
Теоретично більшість металів і сплавів можуть витримувати величину деформації близько 10%, але тільки коли вироби зменшуються до мікро – або наномасштабів. Для більшості практичних інженерних застосувань пружна деформація падає нижче 1%. Нержавіюча сталь, наприклад, має пружну деформацію < 0,2%.
Під керівництвом Шен Сюй, спеціально призначеного доцента вищої інженерної школи Університету Тохоку, дослідницька група розробила об’ємний сплав на основі міді, який продемонстрував пружну деформацію при розтягуванні > 4,3% при кімнатній температурі завдяки оборотній деформації решітки однофазного ОЦК. Залежність між розтягуючим напруженням і деформацією не була лінійною, тобто не відповідала традиційному закону Гука.
Закон Гука-це теорія пружності, яка стверджує, що пружність об’єкта пропорційна прикладеній напрузі. Щоб отримати велику пружну деформацію, необхідний низький модуль Юнга-число, яке показує, наскільки легко матеріал може розтягуватися і деформуватися, — і висока міцність. Але в сьогоднішніх реаліях виробникам доводиться йти на компроміс між цими властивостями.
“НАШ СПЛАВ МОЖЕ БУТИ ВИКОРИСТАНИЙ ЯК ПРУЖИННІ МАТЕРІАЛИ З ВИСОКОЮ ВІДНОВЛЮВАНІСТЮ. ЦІ МАТЕРІАЛИ МОЖУТЬ БУТИ ВИКОРИСТАНІ В ПРИСТРОЯХ, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬ ДАТЧИКИ ДЕФОРМАЦІЇ. НИЗЬКИЙ МОДУЛЬ ЮНГА НОВОГО СПЛАВУ НАГАДУЄ ЛЮДСЬКІ КІСТКИ І, ОТЖЕ, МАЄ ПОТЕНЦІАЛ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В МЕДИЦИНІ», — ЗАЯВИВ ШЕН СЮЙ.
Новий матеріал японських вчених продемонстрував низький модуль Юнга < 25 ГПа і великий коефіцієнт Пуассона 0,47. Іншими словами, матеріал має високу еластичність навіть при впливі невеликих навантажень і дивно міцний. Крім того, отримання об’ємних монокристалів сплаву вимагає циклічної термічної обробки — простого процесу, який дозволяє виробляти його масово.
