ניו טאַנגסטאַן אַלויז וואָס זענען דעוועלאָפּעד אין די Schuh גרופע אין MIT קען פּאַטענטשאַלי פאַרבייַטן דיפּליטיד יערייניאַם אין אַרמאָר-דורכיק פּראַדזשעקטאַלז. פערט-יאָר מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט און ינזשעניעריע גראַדזשאַוואַט תּלמיד זאַטשאַרי סי קאָרדעראָ איז ארבעטן אויף נידעריק-טאַקסיק, הויך-שטאַרקייַט, הויך-געדיכטקייַט מאַטעריאַל פֿאַר ריפּלייסינג דיפּליטיד יערייניאַם אין סטראַקטשעראַל מיליטעריש אַפּלאַקיישאַנז. דיפּליטיד יערייניאַם פּאָוזיז אַ פּאָטענציעל געזונט ריזיקירן פֿאַר זעלנער און סאַוויליאַנז. "דאָס איז די מאָוטאַוויישאַן פֿאַר טריינג צו פאַרבייַטן עס," זאגט קאָרדעראָ.

נאָרמאַל טאַנגסטאַן וואָלט שוועמל אָדער אָפן אויף פּראַל, די ערגסט מעגלעך פאָרשטעלונג. דער אַרויסרופן איז צו אַנטוויקלען אַ צומיש וואָס קענען גלייַכן די פאָרשטעלונג פון דיפּליטיד יערייניאַם, וואָס ווערט זיך-שאַרפּאַנינג ווי עס שירז אַוועק מאַטעריאַל און מיינטיינז אַ שאַרף נאָז אין די פּענאַטראַטאָר-ציל צובינד. "טאַנגסטאַן ביי זיך איז יקסעפּשנאַלי שטאַרק און שווער. מיר שטעלן אין אנדערע אַללויינג עלעמענטן צו מאַכן עס אַזוי אַז מיר קענען קאָנסאָלידירן עס אין דעם פאַרנעם כייפעץ, "קאָרדעראָ זאגט.

א טאַנגסטאַן צומיש מיט קראָומיאַם און אייַזן (W-7Cr-9Fe) איז געווען באטייטיק שטארקער ווי געשעפט טאַנגסטאַן אַלויז, קאָרדעראָ געמאלדן אין אַ פּאַפּיר מיט עלטער מחבר און דעפּאַרטמענט פון מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט און אינזשעניריע קאָפּ Christopher A. Schuh און חברים אין דער זשורנאַל Metallurgical and Materials טראַנזאַקשאַנז יי די פֿאַרבעסערונג איז אַטשיווד דורך קאַמפּאַקטינג מעטאַל פּאַודערז אין אַ פעלד-אַססיסטעד סינטערינג הייס דרוק, מיט דער בעסטער רעזולטאַט, געמאסטן דורך די פייַן קערל סטרוקטור און העכסטן כאַרדנאַס, אַטשיווד אין אַ פּראַסעסינג צייט פון 1 מינוט בייַ 1,200 דיגריז סעלסיוס. מער פּראַסעסינג צייט און העכער טעמפּעראַטורעס געפֿירט צו גראָב גריינז און שוואַך מעטשאַניקאַל פאָרשטעלונג. גלויבנס-מחברים אַרייַנגערעכנט MIT ינזשעניעריע און מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט גראַדזשאַוואַט תּלמיד מאַנסאָ פּאַרק, אָוק רידזש פּאָסטדאָקטאָראַל יונגערמאַן עמילי ל הוסקינס, באָיסע שטאַט אַססאָסיאַטע פּראָפעסאָר מעגאַן פרערי און גראַדזשאַוואַט תּלמיד Steven Livers, און אַרמי פאָרשונג לאַבאָראַטאָרי מעטשאַניקאַל ינזשעניר און מאַנשאַפֿט פירער Brian E. Schuster. סאַב-וואָג באַליסטיק טעסץ פון די טאַנגסטאַן-קראָומיאַם-אייַזן צומיש זענען אויך דורכגעקאָכט.

"אויב איר קענען מאַכן אָדער נאַנאָסטרוקטורעד אָדער אַמאָרפאַס פאַרנעם טאַנגסטאַן (צומיש), עס זאָל טאַקע זיין אַן אידעאל באַליסטיק מאַטעריאַל," זאגט קאָרדעראָ. Cordero, אַ געבוירענער פון Bridgewater, NJ, באקומען אַ נאַשאַנאַל דיפענס וויסנשאַפֿט און אינזשעניריע (NDSEG) פעלאָושיפּ אין 2012 דורך די לופט פאָרס אָפפיסע פון ​​וויסנשאפטלעכע פאָרשונג. זיין פאָרשונג איז פאַנדאַד דורך די US Defense Threat Reduction Agency.

אַלטראַפינע קערל סטרוקטור

"דער וועג איך מאַכן מיין מאַטעריאַלס איז מיט פּודער פּראַסעסינג, ווו ערשטער מיר מאַכן נאַנאָקריסטאַללינע פּודער און דערנאָך מיר קאָנסאָלידירן עס אין אַ פאַרנעם כייפעץ. אָבער די אַרויסרופן איז אַז קאַנסאַלאַדיישאַן ריקווייערז יקספּאָוזינג די מאַטעריאַל צו העכער טעמפּעראַטורעס, "זאגט קאָרדעראָ. באַהיצונג די אַלויז צו הויך טעמפּעראַטורעס קענען פאַרשאַפן די גריינז, אָדער יחיד קריסטאַליין דאָומיינז, אין די מעטאַל צו פאַרגרעסערן, וואָס וויקאַנז זיי. קאָרדעראָ איז ביכולת צו דערגרייכן אַ הינטער-פיין קערל סטרוקטור פון וועגן 130 נאַנאָמעטער אין די W-7Cr-9Fe סאָליד, באשטעטיקט דורך עלעקטראָן מיקראָגראַפס. "ניצן דעם מאַרשרוט פון פּודער פּראַסעסינג, מיר קענען מאַכן גרויס סאַמפּאַלז אַרויף צו 2 סענטימעטער אין דיאַמעטער, אָדער מיר קען זיין גרעסער, מיט דינאַמיש קאַמפּרעסיוו סטרענגקטס פון 4 גפּאַ (גיגאַפּאַסקאַלס). דער פאַקט אַז מיר קענען מאַכן די מאַטעריאַלס מיט אַ סקאַלאַבלע פּראָצעס איז אפֿשר אפילו מער ימפּרעסיוו, "זאגט קאָרדעראָ.

"וואָס מיר פּרובירן צו טאָן ווי אַ גרופּע איז צו מאַכן פאַרנעם טינגז מיט פייַן נאַנאָסטרוקטורעס. די סיבה וואָס מיר וועלן צו דעם איז ווייַל די מאַטעריאַלס האָבן זייער טשיקאַווע פּראָפּערטיעס וואָס זענען פון פּאָטענציעל נוצן אין פילע אַפּלאַקיישאַנז, "מוסיף Cordero.

ניט געפונען אין נאַטור

Cordero אויך יגזאַמאַנד די שטאַרקייט פון מעטאַל צומיש פּאַודערז מיט נאַנאָסקאַלע מיקראָסטרוקטורעס אין אַן Acta Materialia זשורנאַל פּאַפּיר. קאָרדעראָ, מיט דער עלטער מחבר Schuh, געוויינט ביידע קאַמפּיוטיישאַנאַל סימיאַליישאַנז און לאַבאָראַטאָריע יקספּעראַמאַנץ צו ווייַזן אַז אַלויז פון מעטאַלס ​​​​אַזאַ ווי טאַנגסטאַן און קראָומיאַם מיט ענלעך ערשט סטרענגקטס טענד צו האָמאָגעניזירן און פּראָדוצירן אַ שטארקער סוף פּראָדוקט, כאָטש קאַמבאַניישאַנז פון מעטאַלס ​​מיט אַ גרויס ערשט שטאַרקייט מיסמאַטש אַזאַ. ווי טאַנגסטאַן און זירקאָניום טענדיד צו פּראָדוצירן אַ שוואַך צומיש מיט מער ווי איין פאַסע פאָרשטעלן.

"דער פּראָצעס פון הויך-ענערגיע פּילקע מילינג איז איין ביישפּיל פון אַ גרעסערע משפּחה פון פּראַסעסאַז אין וואָס איר פאַרקרימען די כעק אויס פון מאַטעריאַל צו פאָר זייַן מיקראָסטרוקטורע אין אַ טשודנע ניט-יקוואַליבריאַם שטאַט. עס איז נישט אַ גוט פריימווערק פֿאַר פּרידיקטינג די מיקראָסטרוקטורע וואָס קומט אויס, אַזוי פילע מאָל דאָס איז פּראָצעס און טעות. מיר זענען טריינג צו באַזייַטיקן די עמפּיריסיסם פון דיזיינינג אַלויז וואָס וועט פאָרעם אַ מעטאַסטאַבאַל האַרט לייזונג, וואָס איז איין ביישפּיל פון אַ ניט-יקוואַליבריאַם פאַסע, "קאָרדעראָ דערקלערט.

"איר פּראָדוצירן די ניט-יקוואַליבריאַם פייזאַז, זאכן וואָס איר וואָלט נישט נאָרמאַלי זען אין דער וועלט אַרום איר, אין נאַטור, ניצן די טאַקע עקסטרעם דיפאָרמיישאַן פּראַסעסאַז," ער זאגט. דער פּראָצעס פון הויך-ענערגיע פּילקע מילינג ינוואַלווז ריפּיטיד שערן פון די מעטאַל פּאַודערז מיט די שירינג דרייווינג די אַללויינג עלעמענטן צו ינטערמיקס בשעת קאַמפּיטינג, טערמאַל אַקטיווייטיד אָפּזוך פּראַסעסאַז לאָזן די צומיש צו צוריקקומען צו זיין יקוואַליבריאַם שטאַט, וואָס אין פילע קאַסעס איז צו פאַסע באַזונדער . "אזוי עס איז די פאַרמעסט צווישן די צוויי פּראַסעסאַז," קאָרדעראָ דערקלערט. זיין צייטונג פארגעלייגט אַ פּשוט מאָדעל צו פאָרויסזאָגן כעמיע אין אַ געגעבן צומיש וואָס וועט פאָרעם אַ האַרט לייזונג און וואַלאַדייטאַד עס מיט יקספּעראַמאַנץ. "די ווי-מיילד פּאַודערז זענען עטלעכע פון ​​​​די כאַרדאַסט מעטאַלס ​​​​וואָס מענטשן האָבן געזען," קאָרדעראָ זאגט, באמערקט טעסץ געוויזן די טאַנגסטאַן-קראָומיאַם צומיש האט אַ נאַנאָינדענטאַטיאָן כאַרדנאַס פון 21 גפּאַ. דאָס מאכט זיי וועגן טאָפּל די נאַנאָינדענטאַטיאָן כאַרדנאַס פון נאַנאָקריסטאַללינע אייַזן-באזירט אַלויז אָדער פּראָסט-גריינד טאַנגסטאַן.

מעטאַללורגי ריקווייערז בייגיקייַט

אין די אַלטראַפיין קערל טאַנגסטאַן-קראָומיאַם-אייַזן צומיש קאַמפּאַקס וואָס ער געלערנט, די אַלויז פּיקט זיך די אייַזן פון אַברייזשאַן פון די שטאָל גרינדינג מידיאַ און וויאַל בעשאַס הויך-ענערגיע פּילקע מילינג. "אָבער עס טורנס אויס אַז דאָס קען אויך זיין אַ גוטע זאַך, ווייַל עס קוקט ווי עס אַקסעלערייץ געדיכטקייַט ביי נידעריק טעמפּעראַטורעס, וואָס ראַדוסאַז די צייט איר האָבן צו פאַרברענגען אין די הויך טעמפּעראַטורעס וואָס קען פירן צו שלעכט ענדערונגען אין מיקראָסטרוקטורע," קאָרדעראָ דערקלערט. "די גרויס זאַך איז צו זיין פלעקסאַבאַל און דערקענען אַפּערטונאַטיז אין מעטאַלערדזשי."

א קאַמפּאַקטיד מעטאַל צומיש פּעללעט זיצט ווייַטער צו ווי-מיילד טאַנגסטאַן-קראָומיאַם פּרעסן מעטאַל פּאַודערז אין אַ שיפל געניצט פֿאַר ווייינג די מעטאַלס. די שטאָל באַללס זענען געניצט צו פאַרקרימען די מעטאַלס ​​אין אַ הויך-ענערגיע פּילקע מיל. קרעדיט: דעניס פּאַיסט / מאַטעריאַלס פּראַסעסינג צענטער
קאָרדעראָ גראַדזשאַווייטיד פון MIT אין 2010 מיט אַ באָכער אין פיזיק און געארבעט פֿאַר אַ יאָר אין Lawrence Berkeley National Lab. דארט איז ער אינספירירט געווארן פון די אינזשעניריע שטאב וועלכע האבן זיך געלערנט פון אן פריערדיגן דור מעטאלורגיסטן וועלכע האבן געמאכט ספעציעלע קרוסיבלעם צו פארהאלטן פלוטאניום פארן מאנהעטן פראיעקט אין דער צווייטער וועלט קריג. "צו הערן די סאָרט פון שטאָפּן וואָס זיי זענען ארבעטן אויף האט מיר זייער יקסייטאַד און שאַרף אויף מעטאַל פּראַסעסינג. דאָס איז אויך זייער שפּאַס, ”זאגט קאָרדעראָ. אין אנדערע מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט סאַב-דיסאַפּלאַנז, ער זאגט, "איר טאָן ניט באַקומען צו עפענען אַ אויוון בייַ 1,000 C און זען עפּעס גלאָוינג רויט הייס. איר טאָן ניט באַקומען צו היץ-מייַכל שטאָפּן. ” ער דערוואַרט צו ענדיקן זיין PhD אין 2015.

כאָטש זיין קראַנט אַרבעט איז פאָוקיסט אויף סטראַקטשעראַל אַפּלאַקיישאַנז, די סאָרט פון פּודער פּראַסעסינג ער איז אויך געניצט צו מאַכן מאַגנעטיק מאַטעריאַלס. "א פּלאַץ פון די אינפֿאָרמאַציע און וויסן קענען זיין געווענדט צו אנדערע זאכן," ער זאגט. "אפילו כאָטש דאָס איז טראדיציאנעלן סטראַקטשעראַל מעטאַלערדזשי, איר קענען צולייגן דעם אַלט-שולע מעטאַלערדזשי צו נייַ-שולע מאַטעריאַלס."