Cuộc Cách Mạng Trong Ngành Vật Liệu: Hợp Kim Coban – Nhôm Mới Từ Purdue

Mới đây, một đội ngũ nghiên cứu tại Đại học Purdue đã công bố một loại hợp kim coban – nhôm đột phá, mang theo tiềm năng chuyển mình cho ngành vật liệu. Sản phẩm này được đánh giá có khả năng khắc phục nhược điểm lớn nhất của các hợp kim hiện tại: độ cứng cao nhưng thường dễ dàng bị vỡ.

Kết quả từ nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Science Advances, mở ra hy vọng cho sự phát triển của các thiết bị công nghệ cao như cánh tuabin, động cơ máy bay và nhiều ứng dụng năng lượng khác, yêu cầu khả năng chịu nhiệt và áp lực lớn.

Hợp kim liên kim loại, được hình thành từ sự kết hợp của nhiều kim loại, có cấu trúc tinh thể đặc biệt giúp nâng cao độ cứng cũng như sức chịu đựng với nhiệt và mài mòn. Tuy nhiên, nhược điểm của chúng là độ giòn, khiến việc gia công và ứng dụng gặp khó khăn, dễ bị nứt khi chịu tác động mạnh.

Để hóa giải vấn đề này, nhóm kỹ sư đã điều chỉnh cấu trúc vật liệu ở cấp độ vi mô, tạo ra những “sai lệch có kiểm soát” và các vùng chuyển tiếp đặc biệt bên trong hợp kim. Những thay đổi này giúp phân tán ứng suất khi vật liệu chịu lực, cho phép biến dạng mà không bị gãy ngay lập tức.

Kết quả thử nghiệm cho thấy hợp kim mới đạt được độ bền 6 gigapascal (GPa), gấp 6 đến 10 lần so với các loại thép thông dụng hiện nay. Đặc biệt, mặc dù có sức bền ấn tượng, vật liệu này vẫn duy trì khả năng biến dạng dẻo khoảng 15% khi chịu lực nén ở nhiệt độ phòng, một đặc điểm hiếm thấy ở những hợp kim liên kim loại vốn nổi tiếng về độ giòn.

Nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục phát triển công nghệ ở quy mô lớn hơn và kiểm tra trên nhiều loại hợp kim liên kim loại khác. Nếu thành công, những hợp kim này có khả năng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hàng không, quốc phòng, năng lượng và vũ trụ, nơi mà các thành phần yêu cầu làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhưng vẫn phải bảo đảm độ bền lâu dài.

Theo thông tin từ Wonderful Engineering.