محققان از کشف آلیاژ جدید با خاصیت افزایش سختی در برابر دما خبر می‌دهند

محققان دانشگاه «سیتی» هنگ کنگ به‌طور تصادفی موفق به کشف آلیاژی شدند که با افزایش دما نه تنها نرم نمی‌شود، بلکه میزان سختی خود را بیش از پیش حفظ می‌کند.

تمام فلزاتی که تاکنون شناسایی شده‌اند، در برابر گرما خاصیت سفتی خود را از دست می‌دهند. هرچه دما افزایش یابد، فلز نیز نرم‌تر می‌شود. اما این فلز برخلاف حالت معمول عمل می‌کند. هرچه دما افزایش یابد، خاصیت سفتی این فلز تشدید می‌شود. آزمایشات نشان داده است که با افزایش دما تا حد 727 درجه سانتی‌گراد، این فلز سفت‌تر می‌شود. سفت‌تر شدن فلز همراه با افزایش خاصیت فنری آن است که سبب می‌شود کارایی آن در صنعت افزایش یابد. تاکنون هیچ فلز دیگری با رفتار مشابه در صنعت شناخته نشده بود.

آلیاژ با رفتار متفاوت

کمیت‌های متفاوتی در تعیین رفتار فلزات در شرایط مختلف نقش دارند. به عنوان مثال، الاستیسیته یک ماده میزان مقاومت آن در برابر تغییر شکل الاستیک – غیردائمی – را تحت تنش مشخص می‌کند. هرچه الاستیسیته یک ماده بیشتر باشد، میزان سفتی ماده نیز بیشتر است. پس می‌توان نتیجه گرفت که تغییر شکل آن دشوارتر است. دانشمندان تاکنون تصور می‌کردند که تمام فلزات با افزایش دما نرم می‌شوند و انبساط در اثر حرارت فرآیندی مشترک میان آن‌ها است، اما فلزی که به تازگی کشف شده است از این قانون پیروی نمی‌کند.

ساختار شیمیایی این فلز بسیار پیچیده و منحصربه‌فرد است. برخلاف سایر فلزات، الاستیسیته این فلز با افزایش دما، افزایش می‌یابد و آن را تبدیل به فلزی می‌کند که در دماهای بالا سخت‌تر تغییر شکل می‌دهد. نام علمی این آلیاژ «Co25Ni25(HfTiZr)50» یا آلیاژ «الینوار» است.

پروفسور «یانگ یونگ» از دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه سیتی می‌گوید: «وقتی این آلیاژ تا دمای حدودی 726 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود، میزان سفتی آن هیچ تغییری نسبت به دمای معمول نمی‌کند. همچنین این فلز انبساط را در دمای مذکور تجربه می‌کند که رفتاری عجیب است. ما پیش از این انبساط فلزها در دمای بالا را در شرایطی مشاهده کرده بودیم که فلز به صورت کامل نرم شده بود.»

از دیگر ویژگی‌های خاص این فلز می‌توان به مقاومت در برابر تغییر شکل اشاره کرد. میزان انرژی لازم برای تغییر شکل این فلز نسبت به سایر فلزات حدود دو برابر است. خاصیت الاستیسیته بالای این فلز سبب می‌شود تا خاصیت فنری آن افزایش یابد و تغییر شکل دادن به آن نیز دشوار شود.

پروفسور یانگ می‌گوید: « خاصیت ارتجاعی آلیاژها سبب می‌شود تا بتوانند میزان انرژی بیشتری درون خود حفظ کنند. پس گرما تولید نمی‌کنند و میزان خرابی دستگاه‌ها را کاهش می‌دهند. بدین ترتیب استفاده از چنین آلیاژهایی در ساخت دستگاه‌های با دقت بالا مانند ساعت‌ها و زمان‌سنج‌ها بسیار مفید است. از سوی دیگر می‌دانیم که دما در سطح کره ما از 122 تا 232- درجه سانتی‌گراد متغیر است. پس می‌توان این فلز را به عنوان یکی از بهترین کاندیدهای ساخت قطعات در ارسال به ماه در نظر گرفت.»