Çinli bilim insanları 2.400 santigrat dereceye dayanabilen alaşımı nasıl geliştirdi
South China Morning Post
🔹 Xi’an Jiaotong Üniversitesi’nde Sun Jun liderliğindeki ekip, 2.400 santigrat dereceye kadar yüksek yük taşıma performansını koruyan tantal alaşımı geliştirdi.
🔹 Çoğu metal, sıcaklık 2.000 santigrat dereceyi aştığında eriyor veya macun kıvamına gelerek dayanıklılığını kaybediyor. Uçak motorlarında kullanılan nikel bazlı tek kristalli süper alaşımlar da bu sıcaklık eşiğini aşamıyor.
🔹 Tantal yaklaşık 3.000 santigrat derecede eriyor ve bu metalle üretilen alaşımlar, 2.000 derecenin üzerinde yük taşıyabilen az sayıdaki malzeme arasında yer alıyor.
🔹 Geleneksel tantal alaşımlarında kullanılan oksit dağılımı yöntemi, 2.000 derecenin üzerinde etkisini kaybediyor; seramik parçacıklar çözünerek alaşımın kırılganlaşmasına yol açıyor.
🔹 Ekip, tantaluma eser miktarda hafniyum borür ekledi. Hafniyum borür oksijeni tutarak kararlı hafniyum oksit parçacıkları oluşturdu; açığa çıkan bor atomları da bu parçacıkları yüksek sıcaklıklarda çözünmeye karşı koruyan bir kabuk oluşturdu.
🔹 Yeni alaşım oda sıcaklığında 800 megapaskalın üzerinde çekme dayanımına ulaşıyor ve yüzde 35 oranında uzayabiliyor. Bu özellik, alaşımın şekillendirilmesini ve işlenmesini kolaylaştırıyor.
🔹 Alaşım, 2.000 santigrat derecede 200 megapaskal, 2.400 derecede ise 100 megapaskal çekme akma dayanımını koruyor. Testler, malzemenin geleneksel alternatiflerden daha dayanıklı olduğunu gösteriyor.
🔹 Sun Jun, yeni alaşımın 2.000 derecede geleneksel tantal alaşımlarının iki katı çekme akma dayanımı sağladığını ve 100 megapaskallık aynı yük altında sıcaklık sınırını mevcut tantal bazlı malzemelere kıyasla yaklaşık 500 derece yükselttiğini söyledi.
🔹 Bor işlemi, diğer tantal bazlı alaşımlar ile niyobyum-tungsten alaşımlarında da uygulanabiliyor. Yöntem, yeni nesil ultra yüksek sıcaklık yapısal malzemelerinde kullanılabilir.