Изобретатели Университета в Токио, работающие на Факультете Материаловедения, разработали новейший сплав металлов, который способен восстанавливать изначальную структуру в значительной температурной широте (от -196 градусов по Цельсию до 249 градусов). «Сверхэластичные» сплавы металлов, которые производятся в наше время, могут выдерживать гораздо меньшие перепады температур (от -20 градусов по Цельсию до 80 градусов). Процесс исследований и последовавшее открытие были описаны в одном из номеров журнала «Science».
Сверхэластичные сплавы – это металлы, имеющие способность после гибки или какого-либо другого вида деформации со стороны воздействия внешних сил возвращать вполне естественным образом свою первоначальную структуру и форму, когда воздействие на них заканчивается. В большинстве случаев это достигается за счет сплава двух и более металлов в специальных сочетаниях.
Причиной появления у таких сплавов возможности возврата прежней формы является в уникальной кристаллической структуре, в которой все атомы сплава могут сдвигаться от воздействия внешней силы. В других металлах, в которых вся кристаллическая структура получает нагрузку неравномерно, изменяется ее вид.
Однако значительная нагрузка может привести к окончательной деформации сплавов, обладающих сверхэластичностью, вследствие чего материал потеряет необходимую форму. Степень возможной нагрузки увеличивается в ростом температур, что обуславливает использование таких сплавов в широком рабочем термическом диапазоне.
Согласно интервью, которые было дано одним из ведущих исследователей Тосихиро Омори, работающем в токийском университете, представителям всемирно известного новостного агентства Рейтер, показатель эластичности произведенного командой ученых сплава на голову опережает данный показатель у всех известных на сегодняшний день материалов.
Добиться таких выдающихся характеристик ученые смогли благодаря добавлению к сплаву, основанному на железе, малого количества никеля. Сплав, являющийся по своей сути полукристаллическим, кроме того, что обладает невероятной эластичностью, способен сохранять свои первоначальные свойства под воздействием экстремальных температур.
Омори пояснил журналистом, что разработанный ферросплав обладает внушительной термостойкостью. Это одно из самых главных его достоинств, ведь подавляющее большинство материалов подвержено повышенной деформации именно при резком изменении температурного режима. Кроме того, доступность используемых компонентов при производстве высокотехнологичного сплава сделает их широко доступными и дешевыми, что сулит широчайшие перспективы его использования.
В наши дни сверхэластичные сплавы нашли свое применение в изготовление антенн, очков, а также различных частей медицинского оборудования. Японские ученые надеются, что изобретенный ими материал благодаря своим выдающимся характеристикам и повышенной устойчивости к термальному воздействию, поможет избежать повреждений зданий во время землетрясений.
Устойчивость большинства современных высотных зданий, в частности в Японии, поддерживается с использованием балансиров из металлов, поэтому вполне логично использование в их изготовлении материалов, обладающих крайне высокой эластичностью. В этом случае вся конструкция возвращалась бы в исходное положение после каждого подземного толчка, вместо того, чтобы подвергаться дальнейшей деформации. Это поможет избежать ситуаций, когда здания наклоняются, а иногда даже «роняются», при длительном землетрясении. Помимо использования в строительстве домов сверхэластичные сплавы могут найти свое применения в любых системах и аппаратах, которые эксплуатируются в условиях экстремальных температур, от банальных автомобилей, до сверхсложных космических аппаратов{odnaknopka}