Чрезвычайно прочный и пластичный материал

Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Ок-Риджской национальной лаборатории провели испытания нового металлического сплава, которые выявили его чрезвычайно высокую пластичность (он ковкий и тягучий) и беспрецедентную устойчивость к деформациям. Этот сплав состоит из хрома, кобальта и никеля — CrCoNi.

Уже после первых испытаний CrCoNi было обнаружено, что его пластичность и прочность улучшаются по мере охлаждения сплава, даже до температур около -196 °C. Однако последние исследования, опубликованные в декабре 2022 года в журнале «Science», подтвердили, что в жидком состоянии он может выдерживать еще более низкие температуры (-253 °C).  Это очень интересное явление, поскольку для большинства других материалов эффект противоположный, например, сталь гораздо легче разрушается при очень низких температурах.

Ударная вязкость материала вблизи гелиевых температур (-253 ºС) достигает 500 мегапаскалей на квадратный метр. В этих же условиях, например, прочность куска кремния равна 1, алюминиевого корпуса пассажирского самолёта — 35, а некоторых из лучших сталей — около 100.

Стоит отметить, что сплав CrCoNi относится к группе сплавов с высокой энтропией. Они отличаются тем, что представляют собой смесь составляющих элементов в равных частях, а не как в большинстве применяемых сегодня сплавов, с преобладанием одного элемента и меньшим количеством дополнительных элементов. Это оказывает значительное влияние на его выдающиеся свойства.

Исключительная прочность сплава CrCoNi при предельно низких температурах дает ему широкие возможности использования, включая применение в космической отрасли.