Nová superelastická slitina železa vydrží extrémní teploty  
Slitina železa, hliníku, niklu a přesně vyladěného množství chromu je superelastická. A také superodolná, protože na rozdíl od jiných podobných slitin si udrží své podivuhodné vlastnosti ve velmi širokém rozmezí teplot. Funguje od mínus 263 °C až plus 200 °C, takže by ji mohli využít i kosmičtí inženýři na Marsu nebo na Měsíci.
Superelastická slitina do extrémních podmínek. Kredit: Tohoku University.
Superelastická slitina do extrémních podmínek. Kredit: Tohoku University.

Superelastické slitiny jsou kovové materiály ze skupiny slitin s tvarovou pamětí. Jsou velice elastické a mohou být díky tomu deformovány a poté se zase navrátí do původního tvaru. Tvarová paměť a superelasticita jsou přitom založené na takzvané martenzitické transformaci, což je jev podobný feromagnetismu. Jde o transformaci krystalické struktury slitiny mezi formami zvanými „martenzit“ a „austenit“, která spočívá v posouvání atomů v krystalické mřížce na vzdálenosti, které jsou menší než vzdálenosti mezi atomy.

 

Tohoku University, logo.
Tohoku University, logo.

Zmíněná transformace je do značné míry závislá na okolních podmínkách, jako je teplota, působení vnější síly nebo i magnetismus. Dnes se superelastické slitiny využívají v řadě aplikací, od brýlí až po zubní rovnátka. Zároveň ale jejich použití komplikuje celá řada omezení. Především, tyto slitiny mohou fungovat je v poměrně úzkém rozmezí teplot, zhruba od mínus 20°C do 80°C. Také bývají vyráběné z poměrně drahých surovin, jako je třeba titan nebo nikl. Proto se často využívají v podobě úsporného designu.

 

Martenzitická transformace. Kredit: Michalodstrcil / Wikimedia Commons.
Martenzitická transformace. Kredit: Michalodstrcil / Wikimedia Commons.

Japonští odborníci z Tohoku University nedávno vymysleli novou báječnou superelastickou slitinu, která nabízí mnohem širší uplatnění, než bylo doposud zvykem. Tvoří ji železo, hliník, nikl a chrom, přičemž zásadní roli hraje obsah chromu. Vyladěním receptu vytvořili superelastickou slitinu, která si podrží své funkční vlastnosti v teplotách od mínus 263°C až plus 200°C.

 

Porovnání funkčnosti za různých teplot. Nová slitina vs běžná titanová slitina. Kredit: Tohoku University.
Porovnání funkčnosti za různých teplot. Nová slitina vs běžná titanová slitina. Kredit: Tohoku University.

Tak odolná slitina samozřejmě nabízí velmi zajímavé možnosti. Podle tvůrců se určitě uplatní ve vesmírných technologiích. V extrémních prostředích jiných světů, jako je třeba Měsíc nebo Mars, kde se teploty pohybují mezi mínus 170°C a 120°C, nebo i ve vesmírném prostoru se taková slitina bude hodit. Jak ale uvádí vedoucí výzkumu Toshihiro Omori, jejich superodolná superelastická slitina se uplatní i tady na Zemi, například v sofistikovaných konstrukcích, které chrání budovy před zemětřesením.

 

Literatura

Tohoku University 20. 8. 2020.

Science 369: 855–858.

Datum: 19.09.2020
Tisk článku

Jak zvládat emoce pomocí obrazů živlů - Jelínek Vladimír
 
 
cena původní: 212 Kč
cena: 212 Kč
Jak zvládat emoce pomocí obrazů živlů
Jelínek Vladimír
Související články:

Nově objevená slitina titanu se zlatem je mnohem tvrdší než běžné oceli     Autor: Stanislav Mihulka (23.07.2016)
Platina se zlatem tvoří slitinu, která je mechanicky nejodolnější na světě     Autor: Stanislav Mihulka (18.08.2018)
Kovové svaly s pamětí úžasně chladí i ohřívají     Autor: Stanislav Mihulka (05.04.2019)



Diskuze:

superelasticita

Milan Vnouček,2020-09-21 10:51:50

Aby to fungovalo tak by ta ocel musela být v austenitickém stavu což normálně není ( min. 727 stC, klasická čára Ac1). Toho niklu tam musí být více jak 8 procent jinak to za normální teploty je směska F+A. Jelikož se do toho strká chróm a hliník tak ještě víc (záleží na množství těch prvků). O čem se tam nepíše a v čem bude zakopán celý ten (již trochu zavánějící) pes je obsah intersticiálních prvků (B,C,N,O,P,S), které spolu s hliníkem budou blokovat volný pohyb dislokací a umožňovat to dvojčatění tak, aby se to do toho martenzitu překlopilo, a podmínky aby se to překlopilo zpět a ta struktura se nerozbila.
Suma, sumárum hezký, ale s tou použitelností bych to neviděl tak růžově.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace