Kỹ thuật mới làm tăng độ cứng kim loại gấp 4 lần [HOT]

Có nhiều cách để làm cho một khối kim loại cứng hơn. Các nhà luyện kim có thể vặn nó, uốn cong, ép nó bằng máy cán hoặc đơn giản là làm phẳng nó bằng một cái búa. Điểm chung của các phương pháp này là chúng hoạt động bằng cách phá vỡ cấu trúc hạt của kim loại. Hạt nhỏ hơn sẽ tạo ra kim loại cứng hơn.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Brown do Phó giáo sư Ou Chen đứng đầu đã tìm ra một cơ chế khác để tạo ra kim loại siêu cứng. Thay vì phá vỡ cấu trúc khối của kim loại “từ trên xuống”, phương pháp mới tùy chỉnh cấu trúc hạt nano của kim loại “từ dưới lên”, như được mô tả trong tạp chí Chem Ngày 22 tháng Giêng.

Cụ thể, nhóm của Chen đã đập vỡ và nén các hạt nano kim loại cực nhỏ lại với nhau để tạo thành một khối rắn lớn hơn có thể đạt tới kích thước của một đồng xu. Thử nghiệm cơ học đã chỉ ra rằng vật thể kim loại được sản xuất bằng kỹ thuật này cứng hơn nhiều lần so với cấu trúc tự nhiên của nó.





Kỹ thuật mới làm tăng độ cứng kim loại gấp 4 lần [HOT]

Một “đồng tiền vàng” bao gồm các khối xây dựng dạng hạt nano. Hình ảnh: Đại học Brown.

“Các phương pháp làm cứng kim loại từ trên xuống như dùng búa đập rất khó để kiểm soát kích thước hạt mà bạn muốn đạt được. Những gì chúng tôi làm là tạo ra các khối xây dựng từ các hạt nano bằng cách ép chúng. Phương pháp này cho phép điều chỉnh kích thước hạt đồng đều nhất có thể để tăng cường Chen nói.

Chìa khóa của quá trình này cũng nằm ở cách các khối xây dựng hạt nano được xử lý hóa học. Các hạt kim loại thường được bao phủ bởi các ion hoặc phân tử liên kết, được gọi là phối tử, cản trở sự hình thành liên kết kim loại-kim loại giữa các hạt. Nhóm của Chen đã tìm ra cách để loại bỏ những phối tử đó, cho phép các hạt kim loại kết hợp với nhau dễ dàng hơn.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã thử nghiệm kỹ thuật mới với nhiều loại kim loại như vàng, bạc, đồng hoặc palađi, và về mặt lý thuyết, nó có thể được áp dụng cho tất cả các kim loại, kể cả kim loại vô định hình.

Chen hy vọng rằng một ngày nào đó kỹ thuật chế tạo kim loại siêu cứng của họ có thể được áp dụng rộng rãi cho các sản phẩm thương mại. Công việc của nhóm hiện đã được cấp bằng sáng chế.

Doãn Đường (Theo dõi Khoa học hàng ngày)