سوپر فولاد

«سوپر فولاد» مدل شده بر استخوان انسان به شکاف‌ها مقاوم است

استخوان‌های ما سبک، سخت و مقاوم به شکستگی هستند. چون به شکل سلسه مراتبی ساخته شده‌اند. در مقیاس نانو، الیاف کلاژن ریز آرایش ورقه ورقه‌ای با لایه‌های الیافی که به جهات مختلف متمایل هستند دارند. در مقیاس‌های بزرگتر استخوان‌ها ساختاری شبکه‌ای مانند دارند و الگوهای مختلفی از حفره‌ها آنها را سبک و قوی می‌سازد. این ساختارها تضمین می‌کند که استخوان‌ها در مقابل گسترش ترک خوردگی‌ها در یک جهت مقاوم باشند.

اکنون متالوژیست‌ها (متخصصین فلزکاری) این ساختار طبیعی را برای ایجاد فولادی با نانوساختار استخوان‌مانند دنبال می‌کنند. علاوه بر به کار بردن ساختار لایه‌ای که از پخش ترک خوردگی و شکاف‌ها به دیگر لایه‌ها جلوگیری می‌کند، این مواد اجزاء آلیاژی متفاوت با درجه سختی متفاوت دارند. بنابراین اگر شکاف و ترکی شروع شود، باید مسیر متفاوتی برای پخش و گسترش یافتن دنبال کند، که موجب می‌شود شانس رشد شکاف‌ها و ترک‌های کوچک کاهش یابد.

همچنین بعضی از بخش‌های درون فولاد انعطاف‌پذیرتر از بقیه است که می‌تواند به جذب انرژی تنش‌های تکرار شونده کمک کند که می‌تواند به فولاد و حتی برای بستن شکاف‌ها پس از رخ دادن اعمال شود.

محققان امروز در ژورنال ساینس گزارش دادند که فولاد جدید (با اجزای مختلف آن که در نقاط قرمز، سبز و سیاه در تصویر بالا نشان داده شده است) به شکاف‌های ایجاد شده به وسیله خستگی فلز بسیار مقاوم‌تر از فولاد معمولی است.

این می‌تواند به مهندسان اجازه دهد که هر چیزی از پل‌ها تا سفینه‌های فضایی بسازند که کمتر مستعد شکست‌های فاجعه باری هستند که با شکاف کوچکی موجب شکستگی کامل می‌شود.

دیدگاه‌تان را بنویسید: