Vendel, Irén, Kleopátra2020. október 20., kedd
Tudomány

Sokkterápia erősítheti a fémeket

2005.09.19.Admin
National Geographic Magyarország

Lézersugarakkal sikerült amerikai és svájci tudósoknak elérniük, hogy a réz keménységét jelentősen fokozzák. A sokkterápia megváltoztatta ugyanis a fém belső szerkezetét.

Nietzsche óta tudjuk, hogy „ami nem öl meg, az megerősít”. A Spiegel Online híradása szerint ez átvitt értelemben igaz például a rézre is, erre a közismerten hajlékony, jól alakítható fémre is. Amerikai és svájci tudósoknak ugyanis sikerült úgy módosítaniuk a réz kristályos szerkezetét, a fémet alkotó apró szemcsék, a krisztallitok szerkezetét és elhelyezkedését, hogy keménysége jelentősen nőtt.

Minél több a kristályhiba, annál keményebb a réz

A szilárd fémek mikrokristályos rácsszerkezetűek, a szabályosat megközelítő szerkezetük miatt, a tér három irányába kiterjedő kristályosodásuk miatt, általában köbös kristályokat alkotnak. Ezen belül a réz az úgynevezett lapcentrált köbös térszerkezetű alcsoportba tartozik, akárcsak például a nikkel és az alumínium, de az ezüst és az arany is ilyen szerkezetű. A fémek szabálytalan kristályokból, úgynevezett krisztallitokból (akár mikroszemcséknek is nevezhetnénk ezeket) állnak. Ezek a krisztallitok szövetszerűen kapcsolódnak egymáshoz. (Az egész fémstruktúrát nevezik szemcsés krisztallit-szövedéknek is.)

A amerikai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium kutatói lézersugárral váltottak ki lökéshullámokat a krisztallitokból álló szövedékben, egész pontosan lézerrel bombáztak egy rézlemezt. Az Eduardo Bringa által vezetett kutatócsoportnak sikerült elérnie, hogy a fémet felépítő szabálytalan kristályokban további hibák keletkezzenek, s ezek a szabálytalan kristályalakzatok, a krisztallitok jobban egymásba fonódjanak, ezáltal pedig az egész fémet keményebbé tegyék.

A régi módszer hátrányai

A fémek egyébként rendkívül sok ilyen kristályos szemcséből állnak, amelyek a milliméter ezredrészétől a milliomodrészéig terjedő méretűek. Ezek az apró krisztallitok nem tökéletesek. Az anyaghibák például a fém meghajlásakor továbbvándorolnak, méghozzá az egyes szemcsék felületére. Ha elérik a krisztallitok felületét, akkor további hajlítás már nem lehetséges.

Az anyagkutatók mindeddig úgy növelték a fémek keménységét, hogy csökkentették a bennük lévő szemcsék átmérőjét. A hibák így gyorsabban a felszínre jutottak. Így a hajlítás korábban lefékeződik, vagyis a fém keményebbé vált. Ugyanakkor ennek a módszernek hátránya az, hogy ha túl kicsik lesznek a krisztallitok, akkor megintcsak meglágyul a fém: ilyenkor ugyanis válhatnak már olyan parányivá is a kristályok, hogy maguktól elkezdhetnek vándorolni, a belső feszültségek miatt.

Repülőgépeknél és reaktoroknál lehet fontos a mostani felfedezés

Az új „sokkterápia”, vagyis a lökéshullámok kiváltása viszont más irányba terelheti a kutatást. A lézersugár ugyanis további defektusokat kelt a fémben, ezek a krisztallitok szélén jelentkeznek, amelyek lehetővé teszik a szemcsék szorosabb összekapcsolódását. Az anyag így sokkal keményebb lesz. A lézer-impulzus révén a kutatók a réznél például 10-20 százalékos javulást értek el, már ami a keménységet illeti. Persze mindez csak laboratóriumi körülmények között történt, és egészen apró mennyiségre nézve volt sikeres: mindössze egyetlen köbmilliméternyi rezet sikerült „bekeményíteniük”.

A tudósok szerint módszerüknek komoly előnyei lehetnek a repülőgépgyártásban, a reaktorépítésben és a hadiiparban. Ezeken a területeken nagy szükség van a kemény anyagokra. Ugyanakkor a tudósok maguk sem biztosak abban, hogy módszerük ipari mértekben is megvalósítható-e, illetve, hogy alkalmazása mennyire drágítja meg a termelést.

Hozzászólások

Egyre kevesebb teknőst látnak a Brit-szigeteknél

Egyre kevesebb teknőst látnak a Brit-szigeteknél

Az észlelések számának csökkenése nem feltétlenül negatívum, hiszen a halászhajók kiszorulásának következménye is lehet.

Így változik a kutyák személyisége az életük során

Így változik a kutyák személyisége az életük során

A kutyák személyisége változik a korral, de a különböző személyiségvonások nem azonos ütemben.

Egy kardfogú macska genetikai elemzése

Egy kardfogú macska genetikai elemzése

A mamutok és az óriáslajhárok mellett a kardfogú macskák a pleisztocén legismertebb állatai.

Eddigi ismereteink szerint az élelmiszerek nem terjesztik a vírust

Eddigi ismereteink szerint az élelmiszerek nem terjesztik a vírust

Az eddigi tudományos ismeretek alapján az élelmiszerek és azok csomagolóanyagai nem játszanak szerepet a koronavírus terjedésében.

Mit ettek az indián gyapjas kutyák?

Mit ettek az indián gyapjas kutyák?

Az észak-amerikai őslakosok a kontinens nyugati partvidékén egy hosszú szőrű kutyafajta bundáját nyírták úgy, ahogy másutt a juhokét.

National Geographic 2020. szeptemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket