Minden eddiginél alacsonyabb hőmérsékleten készülhetnek fémötvözetek

Egy kínai „áttörés” lehetővé teszi a különböző fémeket tartalmazó ötvözetek készítését, az eddig ismertnél alacsonyabb hőmérsékleten – állítják legalábbis a Wuhan Egyetem Kémiai és Molekuláris Tudományok Főiskolájának kutatói a South China Morning Post szerint. Ha ez igaz, akkor egy viszonylag egyszerű trükköt fedeztek fel, és írják át vele az anyagtudományos ismereteink egy részét.

A kínaiak azt állítják, hogy a módszerük lehetővé teszi az ötvözetek készítését különféle fémekből, de a hagyományos megoldásokhoz képest sokkal alacsonyabb hőmérsékleten. Elvileg nem kell mást tenni, csak galliumot adni a keverékhez.

Az öt vagy több fémes elemből álló, nagy entrópiájú ötvözetek (HEA-k) rendkívül ellenállóak a kopással szemben, és olyan területeken alkalmazzák őket, mint a repülőgépipar, az energiaátalakítás és -tárolás, valamint a gyógyászati berendezések gyártása. A HEA előállítása energiaigényes folyamat: akár 2000 Celsius-fok körüli hőmérsékletet is igényelhet, de még ez sem garantálja a megfelelő kialakulást, hiszen az egyes fématomok nem feltétlenül kompatibilisek egymással. A HEA-k előállításának hagyományos módszerei során az alkotóelemeket magas hőmérsékletre hevítik, majd gyorsan lehűtik, mielőtt összekeverik őket. Ez a módszer nem minden esetben működik – olyankor az ötvözet szétválik.

A Fu Lei, a Wuhan Egyetem professzora által vezetett csoport megállapította, hogy gallium hozzáadásával az ötvözet előkészítési hőmérsékletet akár 650 Celsius-fokig lehet csökkenteni. A gallium olvadási hőmérséklete mindössze 29 Celsius-fok, ami azt jelenti, hogy a fém akár a tenyerünkben tartva lágyítható. A kutatók ezt a fémet reakcióközegként és ragasztóanyagként használták egy ötvözetükben, és izgalmas eredményekre jutottak.

A felfedezés túl szép ahhoz, hogy igaz legyen. Éppen ezért a tudományos közösség két évvel ezelőtt – amikor Fuék még csak az elméletről publikáltak a Nature-ben – vizsgálatot és bizonyítékot követelt. A csapat ezután fogott neki a kísérleteknek, amelyek során megállapították, hogy a módszerükkel előállított ötvözetek nem különböznek a hagyományosan előállítottaktól, mert a kompatibilis fémek galliummal együtt történő melegítése a kristályos HEA nanorészecskék spontán növekedését eredményezi. A csapat olyan ötvözeteket is képes volt szintetizálni fémek egész skálájából, amelyeket a szokásos megközelítésekkel korábban nem sikerült előállítani.

Nem ez lenne az első alkalom, hogy kínai kutatók forradalmi változással kavarják fel az anyagtudomány állóvizét. Nemrég a Tsinghua Egyetem olyan folyékony fémbevonatot mutatott be, amit egy napon lágy robotoknál használhatnak majd.

Gábor János, NEW technology