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NotiziaCuriosità e rumor

CrCoNi: 1° materiale per durezza ad oggi conosciuto

Giorgio Alberto Tarantino 3 anni fa Commenta! 4
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Sulla rivista Science, sono stati pubblicati i dettagli della scoperta di una lega metallica di cromo, cobalto e nichel (CrCoNi) che ha stupito gli scienziati grazie alle sue proprietà. Il materiale è straordinariamente robusto, il che significa che resiste alla deformazione permanente, e allo stesso tempo rimane estremamente duttile, il che significa che è altamente malleabile. Insieme, queste due proprietà costituiscono la misura della tenacità e CrCoNi è di gran lunga il materiale più resistente sulla Terra.

Crconi

CrCoNi fa parte della famiglia delle leghe ad alta entropia (HEA), materiali in cui le proporzioni degli elementi sono più o meno le stesse. Questi HEA tendono ad avere una grande tenacità, ma sono stati difficili da testare nelle condizioni più estreme, tuttavia ora la tecnologia è maturata abbastanza per poter esaminare al meglio i materiali, e i ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL), hanno scoperto che il CrCoNi diventa sorprendentemente più duro quanto più fa freddo.

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“Quando si progettano materiali strutturali, si desidera che siano forti ma anche duttili e resistenti alla frattura. In genere, è un compromesso tra queste proprietà. Ma questo materiale è entrambe le cose, e invece di diventare fragile alle basse temperature, diventa più duro.”

ha affermato in una dichiarazione il co-responsabile del progetto Easo George, dell’ORNL e dell’Università del Tennessee.

Come è stato scoperto il CrCoNi

Il team ha iniziato a lavorare su CrCoNi e un’altra lega con manganese e ferro extra (CrMnFeCoNi) quasi dieci anni fa, e in questo lasso di tempo sono stati in grado di spingere i campioni a temperature di azoto liquido, il che ha rivelato che i materiali erano piuttosto grandi, tuttavia al team ci sono voluti anni per poterli testare in condizioni più estreme. CrMnFeCoNi ha funzionato bene, ma CrCoNi è stato eccezionale.

Crconi

“La tenacità di questo materiale vicino alle temperature dell’elio liquido (20 [gradi] Kelvin, -424 [gradi] Fahrenheit] raggiunge i 500 megapascal metri quadrati. Nelle stesse unità, la tenacità di un pezzo di silicio è una, la la struttura in alluminio negli aeroplani passeggeri è di circa 35 e la tenacità di alcuni dei migliori acciai è di circa 100. Quindi, 500, è un numero sbalorditivo”

ha aggiunto il co-leader della ricerca Robert Ritchie, uno scienziato senior della facoltà presso la divisione di scienze dei materiali del Berkeley Lab e Chua Professor of Engineering presso l’Università della California, Berkeley.

Il materiale esibisce comportamenti sotto deformazione che creano una “sequenza magica” di interazioni che forniscono prima malleabilità e poi resistenza. All’inizio la sua struttura è molto semplice, solo grani, ma una volta deformata si evolve in qualcosa di molto complicato che la rende resistente alle fratture.

Crconi

Il materiale è ora in fase di sviluppo per diverse applicazioni, ma a causa del costo per crearlo, i ricercatori attualmente lo considerano un buon candidato per ambienti estremi come lo spazio profondo.

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