Hợp Kim Mới Khiến Ngành Vật Liệu Chuyển Mình: Cứng Gấp 10 Lần Thép Với Độ Dẻo Kinh Ngạc

Đại học Purdue vừa công bố một phát minh đột phá trong lĩnh vực vật liệu, đó là hợp kim coban – nhôm mới. Hợp kim này được thiết kế để giải quyết nhược điểm lớn nhất của các hợp kim hiện có, đó là độ cứng cao nhưng dễ gãy.

Nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Science Advances và mở ra một viễn cảnh mới cho nhiều lĩnh vực, từ động cơ máy bay đến các thiết bị năng lượng, tất cả đều cần phải chịu đựng nhiệt độ và áp lực khắc nghiệt.

Hợp chất liên kim loại là một dạng vật liệu bao gồm hai hay nhiều loại kim loại, được sắp xếp một cách đều đặn trong cấu trúc tinh thể. Mặc dù sở hữu khả năng chống mài mòn và nhiệt cao, nhưng những hợp kim này thường gặp vấn đề về độ giòn, dẫn đến khả năng nứt vỡ khi chịu lực.

Để khắc phục vấn đề này, các kỹ sư đã tạo ra những “sai lệch” có kiểm soát trên cấu trúc vi mô của hợp kim, đồng thời thêm vào các vùng chuyển tiếp đặc biệt bên trong. Những vùng này sẽ giúp phân tán sức căng, cho phép hợp kim biến dạng dẻo thay vì gãy.

Thử nghiệm cho thấy hợp kim coban – nhôm mới đạt khả năng chịu lực lên đến 6 gigapascal (GPa), vượt xa so với thép thông thường hiện nay từ 6 đến 10 lần.

Điều đáng chú ý là dù vẫn giữ được độ bền ấn tượng, hợp kim này có thể chịu được mức biến dạng dẻo lên tới 15% ở nhiệt độ phòng — một đặc điểm vốn rất khó thấy ở các hợp kim liên kim loại khác.

Nhóm nghiên cứu cho biết bước phát triển tiếp theo sẽ là mở rộng công nghệ này và thử nghiệm với các loại hợp kim liên kim loại khác để mang lại những ứng dụng thiết thực hơn trong ngành hàng không, quốc phòng và năng lượng.

Nhờ vào những cải tiến này, vật liệu mới hứa hẹn sẽ đáp ứng yêu cầu khắt khe của các ứng dụng cần độ bền cao trong môi trường khắc nghiệt.

Theo Wonderful Engineering