De nieuwe metaallegering is 100 keer duurzamer dan staal met hoge sterkte

Onderzoekers van het Sandia National Laboratory toonden een computersimulatie die werd gebruikt om de ongekende slijtvastheid van hun platinalegeringen te voorspellen, evenals een milieutribometer die werd gebruikt om het aan te tonen.

De platina legering ontwikkeld door Amerikaanse onderzoekers is de eerste metaallegering die behoort tot dezelfde categorie als diamant en saffier en heeft slijtvastheid.

Een onderzoeksteam van Sandia National Laboratory in New Mexico is van mening dat dit materiaal is 100 keer duurzamer dan hoge sterkte staal en is de meest slijtvaste metaal in de wereld.

We hebben aangetoond dat je fundamentele veranderingen aanbrengen in sommige legeringen die een enorme verbetering van de prestaties op een breed scala van werkelijke metalen materialen zal bereiken, zei materiaalwetenschapper Nic Argibay, die rapporteerde over Advanced Materials onderzoek in een recent papierresultaat. .

Hoewel metalen sterk zijn, dragen ze wanneer ze tegen andere metalen worden gewreven, tenzij ze zijn uitgerust met beschermende barrières of coatings zoals motorolie. Voor elektronische producten, deze coating is meestal gemaakt van goud of andere edele metalen, en het zal slijten na verloop van tijd.

Argibay zei dat de platinacoatings van Sandia de elektronikaindustrie meer dan $100 miljoen in materialen elk jaar kunnen besparen en producten duurzamer en betrouwbaarder maken.

"Deze slijtvaste materialen kunnen betrouwbaarheidsvoordelen bieden voor het scala aan apparatuur dat we onderzoeken," zei Sandia-ingenieur Chris Nordquist die niet bij de studie betrokken was. "De mogelijkheden voor integratie en verbetering zullen afhangen van het apparaat, maar dit materiaal zal een ander hulpmiddel bieden om de huidige betrouwbaarheidsbeperkingen van metalen micro-elektronische componenten aan te pakken."

Hoewel hun mengsel van 90% platina en 10% goud is niet nieuw, de theorie erachter is. Argibay en zijn co-auteur Michael Chandross verzetten zich tegen de traditionele wijsheid, die bepaalde dat het vermogen van een metaal om wrijving te weerstaan afhangt van zijn hardheid. Integendeel, ze geloven dat slijtage gerelateerd is aan de hittebestendigheid van het metaal, en ze ontwierpen de legering om hiermee rekening te houden.

"Veel traditionele legeringen werden ontwikkeld om de sterkte van het materiaal te verhogen door het verminderen van de deeltjesgrootte," zei John Curry, Sandia's postdoctorale benoeming en de eerste auteur van het papier. "Toch zullen veel legeringen onder extreme druk en temperatuur dikker of zachter worden, vooral als ze vermoeid zijn. We hebben gezien dat met onze platina legeringen, de mechanische en thermische stabiliteit zijn uitstekend, en tijdens het glijden , We zagen niet veel verandering in de microstructuur onder lange termijn lange termijn stress.