Jusztin, Jusztina, Auréliusz2024. június 16., vasárnap
Tudomány

Hő hatására ellenállóbb lesz a fém

National Geographic Magyarország

A különleges felfedezéssel például űreszközök számára lehet hatékony védőpajzsot készíteni majd.

Forrás: MIT

A kovács annak hatására képes különféle formájúvá kalapálni az izzó vasat, hogy az felforrósítva ellágyul. Azt is tudjuk a hétköznapi tapasztalatainkból, hogy egy rézdrót sokkal hajlékonyabb, mint egy ugyanolyan vastagságú acéldrót.

A Massachusettsi Műszaki Egyetem kutatói azonban felfedezték, hogy a felmelegített fém erősebb abban az esetben, ha szupernagy sebességgel mozgó tárggyal ütközik. Az efféle, rendkívüli körülmények között a réz ugyanolyan erős lehet, mint az acél. A felfedezés olyan anyagok tervezését teszi lehetővé, ami kimondottan extrém körülményekre készül, például űrhajók, hiperszonikus repülők védőpajzsa, illetve nagy sebességgel járó gyártási folyamatok eszközei.

A kutatás során mikroszkopikus méretű zafírszemcséket lőttek lézer segítségével egy-egy fémlapra, a zafír ennek során másodpercenként néhány száz méteres sebességűre tudott gyorsulni. Annak köszönhetően, hogy egészen apró szemcsékkel kísérleteztek, most lehetőség nyílt arra, hogy elkülönítsék a becsapódáskor a mechanikai hatásokat a hőhatásoktól – nagy méretű, pl. centis nagyságrendű szemcsék ütköztetésekor ezek a hatások egybemosódnak. A mikroszkopikus méretű szemcsék nem hoznak létre számottevő nyomáshullámot a becsapódás során, nagyjából egy évtizedbe telt a kutatóknak kifejleszteni azt az eljárást, amellyel kellően felgyorsíthatták e szemcséket.

A tesztek során a kutatók extrém nagy sebességgel üzemelő kamerát használtak a szemcse megfigyeléséhez, és így rögzítették, hogy az egyes becsapódások során mennyire és milyen gyorsan pattan vissza a felületről a szemcse. Az odaút és a visszaút sebességkülönbsége alapján kiszámítható, hogy mennyi energiát adott át a felületnek becsapódáskor a szemcse, ez pedig a felület erősségének jelzésére szolgál.

A kutatás során réz, titán és arany felületeket bombáztak a 10-20 mikron nagyságú zafírszemcsékkel, ám feltehetően más fémek esetében is hasonlóan viselkedik az anyag. A fémek belső szerkezetében bekövetkező változásokat korlátozza egy, a magasabb hőmérsékleten fellépő tulajdonságuk.

Ennek hatására ha egy bizonyos sebességet meghalad a becsapódás, onnantól fogva az anyag egyre kevésbé fog eldeformálódni. Persze egy bizonyos pont elérése után már ismét lágyabbá válik az anyag, ahogy kezd megolvadni, és eltűnik ez a hatás. Az egyelőre nem ismert, hol húzódhat ez a határ.

A Kopp-Etchells effektus: a helikopter rotorlapátjainak ütköző homokszemcsék keltette elektromosság. Bár kimondottan izgalmas és szép látványt nyújt, a rotort roncsolja is.
Forrás: Wikimedia Commons

A felfedezés az extrém feszültségeknek kitett anyagok kiválasztásában segítheti a döntéseket, hisz így akár egy olcsó, vagy könnyebben előállítható anyag is megfelelhet a kívánt célra. Nem kell feltétlenül űrhajókra gondolni, hasonlóan nehéz helyzetbe kerül például egy homokviharban felszállni kívánó helikopter rotorlapátja.

A kísérletekből leszűrt következtetések a különféle célra, extrém körülmények közepette felhasználandó fémek és fémötvözetek előállítása során nyújtanak segítséget a tervezőknek.

Az ember is hozzájárult a gyapjas orrszarvú kihalásához

Az ember is hozzájárult a gyapjas orrszarvú kihalásához

Régóta rejtély volt a jégkori óriás kihalása, most számítógépes modellezéssel jártak a végére.

Nem megy bele a NASA a Hubble-űrtávcső javításába

Nem megy bele a NASA a Hubble-űrtávcső javításába

A Hubble giroszkópjai rendszeresen leállnak, és a SpaceX korábban felajánlotta, hogy szervizküldetést indít az űrteleszkóphoz.

Nem az élelemkeresés miatt nő az agy

Nem az élelemkeresés miatt nő az agy

Nagy agyú főemlősök és kisebb agyú állatok élelemkeresési sikerét hasonlították össze egy új vizsgálat során.

Fának nézte a búvár, kiderült, hogy egy ősi agyarra bukkant

Fának nézte a búvár, kiderült, hogy egy ősi agyarra bukkant

A nagyjából 1,2 méter hosszú agyar kifejezetten jó állapotú.

Ennek a növénynek több mint ötvenszer nagyobb a genomja az emberénél

Ennek a növénynek több mint ötvenszer nagyobb a genomja az emberénél

Egy jelentéktelennek tűnő kis növénykének 160 milliárd bázispárból áll össze a genomja, és ezzel az új világrekord is az övé.

National Geographic 2024. júniusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

15 900 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 címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlap

Hírlevél feliratkozás

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

Kövess minket