НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Исследователи обнаружили способность металлов к самовосстановлению

Самозатягивание микротрещин в никеле
Самозатягивание микротрещин в никеле
Massachusetts Institute of Technology
 
Партнер проекта

Исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) обнаружили способность металлов к самовосстановлению при определенных условиях. Об этом сообщается на сайте института.

Ученые проводили эксперименты с образцами никеля, содержащими микротрещины. Образцы подвергали растяжению, которое теоретически должно было привести к его разлому. Однако вместо этого трещины смыкались, происходило самовосстановление металла.

Эффект наблюдали аспирант Сю Гоцян (Xu Guoqiang) и профессор кафедры материаловедения и технического проектирования Майкл Демкович (Michael Demkowicz). Необычное поведение металла требовало объяснения с физической точки зрения.

Ученые решили выяснить, как в кристаллической решетке металла границы зерен взаимодействуют с трещинами.

E9poznjfOLA
 
На видео представлена компьютерная модель металлической кристаллической решетки. Границы зерен решетки обозначены белым цветом. Небольшая трещина самостоятельно затягивается после приложения силы.
Видео: MIT

Размер зерен кристаллической решетки и их ориентация друг относительно друга влияют на прочность и другие характеристики металла. Предпринятое исследователями компьютерное моделирование показало, что в отдельных случаях растяжение может менять структуру металла и вызвать миграцию границ зерен. Перемещение границ зерен, по мнению ученых, и дает разгадку к самовосстановлению трещин.

Гоцян и Демкович выяснили, что обусловленное этим эффектом самовосстановление металла происходит только при одном условии. А именно, при наличии дисклинации, то есть дефекта, при котором образуется упругое искажение кристаллической решетки, связанное с поворотом на определенный угол одной части кристалла относительно другой и вызывающее изменение взаимного расположения атомов, координационного числа и симметрии кристалла.

Интенсивное поле напряжения, возникающее при дисклинации, способно при определенных условиях действовать обратно эффекту приложенной силы. Иными словами, если растянуть края трещины в металле с таким дефектом в разные стороны, то трещина не увеличится, а исчезнет. Исследователи, открывшие и изучившие этот механизм самовосстановления, планируют использовать полученные знания при изобретении новых сплавов, в которых трещины смогут самостоятельно восстанавливаться при определенных видах нагрузок.

Как отмечает Демкович, эффект самозатягивания трещин может использоваться в авиации, при бурении нефтяных скважин и в других отраслях промышленности. Этот эффект сможет бороться с усталостью металлов, сможет предотвратить формирование нанотрещин и устранять их.

Редакция

Электронная почта: [email protected]
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2022.