NATURE | ملخصات الأبحاث

هيكلة نانوية ثنائية الطور، للوصول إلى سبائك المغنيسيوم عالية القوة

.G. Wu et al

Nature (2017) doi:10.1038/nature21691 | Published online | English article

ليس من السهل تصنيع مواد يمكنها إظهار قوتها النظرية "المثالية". تعتمد غالبية أساليب إنتاج مواد أقوى على التحكم في العيوب، لإعاقة حركة الانخلاع، ولكن هذه الأساليب لها حدودها. فعلى سبيل المثال.. يمكن أن تكون السبائكالصناعية البلورية النانوية أحاديةالطور، والزجاج الفلزي أحادي الطور قوية جدًّا، لكنها عادة ما تلين عند اجهاد منخفض نسبيًّا (أقل من 2%)، بسبب كل من: تأثير "هول بيتش" العكسي، وتشكيل نطاق قص، على التوالي. يوضح الباحثون نهجًا يجمع بين فوائد فوائد تقوية المواد البلورية النانوية، وفوائد تقوية المواد اللابلورية، لإنتاج مواد ثنائية الطور، – تتمتع بقوة شبه مثالية في درجة حرارة الغرفة، بدون تأثيرات حجم العينة. يتكون نظام سبائك المغنيسيوم الجديد من نوى بلورات نانوية، مدمجة في أغلفة زجاجية لا بلورية، ولذا تكون قوة المواد ثنائية الطور الناتجة، شبه مثالية، إذ تبلغ 3.3 جيجا باسكال، مما يجعل منها شرائح سبائك المغنيسيوم الرقيقة الأقوى على الإطلاق. اقترح الباحثون آلية مدعومة بنمذجة بنيوية، يقوم فيها الطور البلوري (الذي يتكون من حبيبات خالية تقريبًا من الانخلاع، يبلغ قطرها حوالي 6 نانومترات) بمنع انتشار نطاقات القص المحلية، في أثناء الاجهاد. وإضافة إلى ذلك، في خلال أي من نطاقات القص التي تظهر، تتجزأ الحبيبات البلورية المدمجة، وتدور؛ لتسهم في زيادة الصلابة، ومواجهة تأثير تليين نطاق القص.