Британские ученые создали новый вид метакристаллических материалов

1 (10).jpg

Ученые из Шеффилдского университета и Лондонского Королевского Колледжа создали новый тип метакристаллических материалов. Они прочнее и долговечнее.

Профессор Шеффлидского университета Иэн Тодд, принимавший участие в работе и пресс-релизе пояснил: «Такой подход к разработке материалов потенциально имеет далеко идущие перспективы для сектора аддитивного производства».

По словам Тодда, развитие, в котором порошки металлов сплавляются с иными материалами, специально разработанными для придания им особых свойств, позволит инженерам создавать более устойчивые к внешним воздействиям материалы. Это также позволит этим новым материалам лучше справляться с внешними нагрузками, добавил он.

Наряду с Тоддом, Чен Лю и Джедсада Лерттханасарн также являются авторами исследования, опубликованным журналом Nature в этом месяце. Руководителем исследования является Мин-Сон Фам.

В разработке метакристаллов ученые использовали встроенную решетку или, иначе говоря, решетчатую структуру, с целью имитации поликристаллических структуры металлов.

Полученные в результате инженерные материалы посредством своего применения в 3D печати могут применяться в создании изделий, имеющих лучшую прочность и меньший вес, нежели производимые сейчас.

Метакристаллы прочнее и долговечнее

Использование решетчатых структур для повышения прочности и снижения веса - не ново в 3D-печати. Но тем не менее, по словам ученых, до их работы структура метакристаллов была однородна.

В своей статье ученые объяснили, что единообразие структуры решетки или иначе говоря её равномерное расположение решетчатых структур имеет стандартные узлы «соответствующие всему массиву в целом». Однако эта однородность ведет к тому, что при воздействии ведущему к разрушению решетки, - изделие будет постоянно деформироваться в дальнейшем, вызывая коллапс.

В их работе предложена структура со многими различными кристаллами, называемая поликристаллической, то есть имеющей случайное выравнивание плоскостей, что означает, что воздействие на структуру способное создать трещину, замедлится и/или остановится совсем, когда эта трещина достигнет кристалла, в котором атомы расположены иначе.

По словам Мин-Сон Фама, этот подход можно сочетать с достижениями в области 3D-печати из нескольких материалов и можно использовать при «разработке новых современных материалов, более прочных, легких, износостойких и обладающими весомым потенциалом для продвижения будущих низкоуглеродных технологий», добавил он.

Помимо разработки самих инженерных материалов, исследователи, на базе этих материалов, также исследуют перспективы работы с металлом.