MIT ۾ Schuh گروپ ۾ ترقي يافته نئين ٽنگسٽن الائيز ممڪن طور تي ختم ٿيل يورينيم کي هٿيارن جي سوراخ ڪرڻ واري پروجيڪٽ ۾ تبديل ڪري سگھن ٿا. چوٿين سال جو مواد سائنس ۽ انجنيئرنگ گريجوئيٽ شاگرد Zachary C. Cordero ڪم ڪري رهيو آهي گهٽ زهريلي، اعليٰ طاقت، اعليٰ کثافت واري مواد کي تبديل ڪرڻ لاءِ ساختي فوجي ايپليڪيشنن ۾ ختم ٿيل يورينيم کي. ختم ٿيل يورينيم سپاهين ۽ عام ماڻهن لاءِ هڪ امڪاني صحت جو خطرو آهي. "اهو ان کي تبديل ڪرڻ جي ڪوشش ڪرڻ جي حوصلا افزائي آهي،" Cordero چوي ٿو.

عام ٽنگسٽن اثر تي مشروم يا بلنٽ ڪندو، بدترين ممڪن ڪارڪردگي. تنهن ڪري چيلنج اهو آهي ته هڪ اهڙو الاءِ ٺاهيو جيڪو ختم ٿيل يورينيم جي ڪارڪردگيءَ سان ملائي سگهي، جيڪو خود تيز ٿئي ٿو جيئن مواد کي ڪٽجي ٿو ۽ پينٽريٽر-ٽارگٽ انٽرفيس تي تيز نڪ کي برقرار رکي ٿو. "ٽنگسٽن پنهنجو پاڻ ۾ غير معمولي مضبوط ۽ سخت آهي. اسان ان کي ٺاهڻ لاءِ ٻين مصرع عنصرن ۾ رکون ٿا ته جيئن اسان ان کي هن بلڪ شئي ۾ مضبوط ڪري سگهون ،“ Cordero چوي ٿو.

ڪروميم ۽ لوهه سان گڏ هڪ ٽنگسٽن مصر (W-7Cr-9Fe) ڪمرشل ٽنگسٽن الائيز کان تمام گهڻو مضبوط هو، ڪورڊرو هڪ مقالي ۾ سينئر ليکڪ ۽ ڊپارٽمينٽ آف مٽيريل سائنس اينڊ انجنيئرنگ جي سربراهه ڪرسٽوفر اي شو ۽ ساٿين سان گڏ ميٽالرجيڪل اينڊ ميٽيريلز جرنل ۾ ٻڌايو. ٽرانزيڪشن A. بهتري حاصل ڪئي وئي ميٽيل پائوڊر کي گڏ ڪرڻ سان فيلڊ جي مدد سان sintering گرم پريس، بهترين نتيجو سان، ماپي اناج جي جوڙجڪ ۽ سڀ کان وڌيڪ سختي، 1 منٽ جي پروسيسنگ وقت تي 1,200 درجا سينس تي حاصل ڪئي وئي. ڊگھي پروسيسنگ جي وقت ۽ اعلي درجه حرارت جي ڪري ٿلهي اناج ۽ ڪمزور ميڪيڪل ڪارڪردگي جو سبب بڻيا. شريڪ ليکڪن ۾ شامل هئا MIT انجنيئرنگ ۽ مواد سائنس گريجوئيٽ شاگرد مانسو پارڪ، اوڪ ريج پوسٽ ڊاڪٽورل ساٿي ايملي ايل هسڪنز، بوئس اسٽيٽ ايسوسيئيٽ پروفيسر ميگن فريري ۽ گريجوئيٽ شاگرد اسٽيون ليور، ۽ آرمي ريسرچ ليبارٽري ميڪيڪل انجنيئر ۽ ٽيم ليڊر برائن اي شسٽر. ٽنگسٽن-ڪروميم-لوهه مصر جي ذيلي پيماني تي بيلسٽڪ ٽيسٽ پڻ ڪيا ويا آهن.

"جيڪڏهن توهان ٺاهي سگهو ٿا يا ته نانو تعمير ٿيل يا امورفوس بلڪ ٽنگسٽن (مصر)، اهو واقعي هڪ مثالي بيلسٽڪ مواد هجڻ گهرجي،" Cordero چوي ٿو. Cordero، برج واٽر، NJ جي هڪ مقامي، 2012 ۾ نيشنل ڊفينس سائنس ۽ انجنيئرنگ (NDSEG) فيلوشپ حاصل ڪئي، ايئر فورس آفيس آف سائنسي تحقيق ذريعي. هن جي تحقيق آمريڪي دفاعي خطري کي گهٽائڻ واري ايجنسي طرفان فنڊ ڪئي وئي آهي.

الٽرا فائن اناج جي جوڙجڪ

”جنهن طريقي سان مان پنهنجو مواد ٺاهيان ٿو اهو پائوڊر پروسيسنگ سان آهي جتي پهرين اسان نانوڪريسٽلائن پاؤڊر ٺاهيندا آهيون ۽ پوءِ ان کي هڪ بلڪ شئي ۾ مضبوط ڪندا آهيون. پر چئلينج اهو آهي ته استحڪام جي ضرورت آهي مواد کي وڌيڪ گرمي پد تي ظاهر ڪرڻ، "ڪورڊرو چوي ٿو. مصرع کي تيز گرمي پد تي گرم ڪرڻ سان ڌاتو جي اندر اناج، يا انفرادي ڪرسٽل ڊومينز کي وڌائي سگھي ٿو، جيڪو انهن کي ڪمزور ڪري ٿو. Cordero W-7Cr-9Fe ڪمپيڪٽ ۾ اٽڪل 130 نانو ميٽرن جي الٽرا فائن اناج جي جوڙجڪ حاصل ڪرڻ جي قابل ٿي ويو، اليڪٽران مائڪروگرافس پاران تصديق ٿيل. "هن پائوڊر پروسيسنگ رستي کي استعمال ڪندي، اسان 2 سينٽي ميٽر قطر تائين وڏا نمونا ٺاهي سگهون ٿا، يا اسان 4 GPa (gigapascals) جي متحرڪ compressive طاقتن سان گڏ، وڏو ٿي سگهون ٿا. حقيقت اها آهي ته اسان انهن مواد کي اسپيبلبل پروسيس استعمال ڪندي ٺاهي سگهون ٿا شايد اڃا به وڌيڪ متاثر ڪندڙ آهي، "ڪورڊرو چوي ٿو.

”جيڪو اسان هڪ گروپ جي طور تي ڪرڻ جي ڪوشش ڪري رهيا آهيون اهو آهي وڏيون شيون ٺاهڻ لاءِ سٺي نانو اسٽريچر سان. ان جو سبب جيڪو اسان چاهيون ٿا اهو آهي ڇاڪاڻ ته اهي مواد تمام دلچسپ خاصيتون آهن جيڪي ڪيترن ئي ايپليڪيشنن ۾ امڪاني استعمال جا آهن، "ڪورڊرو شامل ڪري ٿو.

فطرت ۾ نه مليو

Cordero هڪ Acta Materialia جرنل پيپر ۾ nanoscale microstructures سان دھاتي مصر جي پائوڊر جي طاقت جو پڻ جائزو ورتو. Cordero، سينيئر ليکڪ Schuh سان گڏ، ٻنهي ڪمپيوٽيشنل سميوليشنز ۽ ليبارٽري تجربن کي استعمال ڪيو ته اهو ڏيکاريو ته ڌاتن جا مرکب جهڙوڪ ٽنگسٽن ۽ ڪروميم هڪجهڙائي جي شروعاتي طاقتن سان هڪجهڙائي رکن ٿا ۽ هڪ مضبوط آخري پيداوار پيدا ڪن ٿا، جڏهن ته وڏي ابتدائي طاقت سان گڏ ڌاتو جو مجموعو بي مثال آهي جهڙوڪ. جيئن ته ٽنگسٽن ۽ زرڪونيم هڪ کان وڌيڪ فيز موجود هجڻ سان گڏ هڪ ڪمزور مصرع پيدا ڪرڻ جي ڪوشش ڪئي.

"هائي انرجي بال ملنگ جو عمل پروسيس جي هڪ وڏي خاندان جو هڪ مثال آهي جنهن ۾ توهان هيڪ کي مادي مان خارج ڪري ڇڏيو آهي ته جيئن ان جي مائڪرو اسٽرڪچر کي هڪ عجيب غير متوازن حالت ۾ هلائڻ لاءِ. مائڪ اسٽرڪچر جي اڳڪٿي ڪرڻ لاءِ واقعي ڪو سٺو فريم ورڪ ناهي جيڪو ٻاهر اچي ٿو، تنهن ڪري ڪيترائي ڀيرا هي آزمائش ۽ غلطي آهي. اسان ڪوشش ڪري رهيا هئاسين ته تجرباتيزم کي ڊزائين ڪرڻ کان هٽايو وڃي مصر جو جيڪو هڪ ميٽاسٽيبل مضبوط حل ٺاهيندو، جيڪو هڪ غير برابري واري مرحلي جو هڪ مثال آهي،" Cordero وضاحت ڪري ٿو.

"توهان اهي غير متوازن مرحلو پيدا ڪندا آهيو، اهي شيون جيڪي توهان عام طور تي توهان جي چوڌاري دنيا ۾ نه ڏسندا، فطرت ۾، اهي واقعي انتهائي خرابي واري عمل کي استعمال ڪندي،" هو چوي ٿو. تيز توانائي واري بال ملنگ جي عمل ۾ ڌاتو پائوڊر کي بار بار ڪٽڻ شامل هوندو آهي شارنگ سان گڏ الائينگ عناصر کي گڏ ڪرڻ لاءِ ڊوڙندو آهي مقابلو ڪرڻ دوران، حرارتي طور تي چالو ٿيل بحالي واري عمل مصر کي پنهنجي توازن واري حالت ڏانهن موٽڻ جي اجازت ڏين ٿا، جيڪو ڪيترن ئي ڪيسن ۾ الڳ ٿيڻو آهي. . "تنهنڪري انهن ٻن عملن جي وچ ۾ هي مقابلو آهي،" Cordero وضاحت ڪري ٿو. هن جي پيپر هڪ سادي نموني پيش ڪئي ته ڪيميسٽري جي پيش گوئي لاءِ ڏنل مصرع ۾ جيڪو هڪ مضبوط حل ٺاهيندو ۽ ان کي تجربن سان تصديق ڪندو. "جيئن مليل پائوڊر ڪجھ سخت دھاتون آھن جيڪي ماڻھن ڏٺيون آھن،" Cordero چوي ٿو، نوٽنگ ٽيسٽ ڏيکاريا آھن ٽنگسٽن-ڪروميم مصر جي نانو انڊينٽيشن سختي 21 GPa آھي. اهو انهن کي nanocrystalline لوهه تي ٻڌل مصر يا ٿلهي ٽنگسٽن جي نانو انڊينٽيشن سختي کي ٻيڻو بڻائي ٿو.

Metallurgy لچڪ جي ضرورت آهي

الٽرا فائن گرين ٽنگسٽن-ڪروميئم-لوھ مصر جي ڪمپيڪٽس ۾ ھن جو مطالعو ڪيو، الائيز اسٽيل گرائنڊنگ ميڊيا ۽ شيشي جي گھڻائي مان لوھ کي تيز توانائي واري بال ملنگ دوران ڪڍيو. "پر اهو ظاهر ٿئي ٿو ته اها هڪ سٺي شيءِ به ٿي سگهي ٿي، ڇاڪاڻ ته اهو ڏسڻ ۾ اچي ٿو ته اهو گهٽ درجه حرارت تي کثافت کي تيز ڪري ٿو، جيڪو توهان کي انهن تيز گرمي پد تي خرچ ڪرڻ جو وقت گھٽائي ٿو جيڪو مائڪرو اسٽريچر ۾ خراب تبديليون آڻي سگهي ٿو،" Cordero وضاحت ڪري ٿو. "وڏي شيء لچڪدار آهي ۽ دھات سازي ۾ موقعن کي تسليم ڪندي."

ھڪڙي ٺھيل ڌاتوءَ جو ٿلهو پيلٽ ٽنگسٽن-ڪروميم لوھ جي ڌاتوءَ جي پاؤڊر جي اڳيان ويھندو آھي، ھڪڙي ٻيڙيءَ ۾ جيڪو دھاتن جي وزن لاءِ استعمال ٿيندو آھي. اسٽيل بالز استعمال ڪيا ويندا آهن دھاتن کي خراب ڪرڻ لاءِ هڪ اعلي توانائي واري بال مل ۾. ڪريڊٽ: ڊينس پيسٽ / مواد پروسيسنگ سينٽر
Cordero 2010 ۾ MIT مان گريجوئيشن ڪئي فزڪس ۾ بيچلر سان ۽ لارنس برڪلي نيشنل ليب ۾ هڪ سال ڪم ڪيو. اتي، هو ان انجنيئرنگ اسٽاف کان متاثر ٿيو، جيڪو اڳئين نسل جي ميٽالرجسٽن کان سکيو هو، جيڪي ٻي عالمي جنگ دوران منهٽن پروجيڪٽ لاءِ پلوٽونيم کي رکڻ لاءِ خاص ڪرسيبل ٺاهيا هئا. ”جنهن قسم جي شين تي اهي ڪم ڪري رهيا هئا اهو ٻڌي مون کي تمام گهڻو پرجوش ۽ دھات جي پروسيسنگ تي ڌيان ڏنو. اهو پڻ تمام گهڻو مزو آهي، "ڪورڊرو چوي ٿو. ٻين مواد جي سائنس جي ذيلي شعبن ۾، هو چوي ٿو، "توهان کي 1,000 C تي هڪ فرنس کولڻ جي اجازت ناهي، ۽ ڪجهه چمڪندڙ ڳاڙهو ڳاڙهي ڏسو. توهان کي گرميءَ جي علاج واري شيءِ نه ملي. هو 2015 ۾ پنهنجي پي ايڇ ڊي مڪمل ڪرڻ جي اميد رکي ٿو.

جيتوڻيڪ هن جو موجوده ڪم ساخت جي ايپليڪيشنن تي مرکوز آهي، پاؤڊر پروسيسنگ جو قسم جيڪو هو ڪري رهيو آهي مقناطيسي مواد ٺاهڻ لاء پڻ استعمال ڪيو ويندو آهي. ”گهڻي معلومات ۽ ڄاڻ ٻين شين تي لاڳو ٿي سگهي ٿي،“ هو چوي ٿو. "جيتوڻيڪ هي روايتي ساخت جي دھات سازي آهي، توهان هن پراڻي-اسڪول ميٽالرجيء کي نئين-اسڪول مواد تي لاڳو ڪري سگهو ٿا."