Створено алюмінієвий сплав міцніше сталі

Одне з кристалічних зерен з розшифровкою положення елементів. Видно скупчення атомів цинку і магнію по його краях (ілюстрація Peter V. Liddicoat et al./Nature Communications).

Зберігаючи притаманну алюмінію легкість, цей матеріал витримує навантаження як високоміцна сталь. Успіх прийшов до групи дослідників з декількох університетів Австралії, Укаїни і США.

Тонкий диск з такого матеріалу фізики піддали скручування при тиску близько 60 тисяч атмосфер (high-pressure torsion). Далі вчені залишили зразок на місяць при кімнатній температурі, для природного старіння. Вимірявши межа текучості, новатори отримали значення близько одного гігапаскаля, що близько до показників високоміцних сталей і навіть перевищує відповідний параметр для деяких їх марок.

Застосувавши атомно-зондового томографію (atom probe tomography), дослідники з'ясували, що в обробленому сплаві виникла ієрархічна структура. Розмір кристалічного зерна зменшився до десятків нанометрів, а атоми цинку і магнію зібралися в субнанометровие і нанометрові кластери різної форми, в залежності від того, розташувалися вони всередині зерна або на його кордонах.

Тільки одна зміна структури, без зміни хімічного складу матеріалу, збільшила його міцність в рази. Зерна алюмінію тут добре підігнані одна до одної, при цьому добавки в сплав грають роль цементу в цегляній кладці. Приємно відзначити - в роботі над суперсплавів взяли участь Максим Мурашкін і Руслан Валієв з Інституту фізики перспективних матеріалів Уфимського державного авіаційного технічного університету (ілюстрація University of Sydney).