آلیاژهای آلومینیوم با ۴۰ درصد استحکام بیشتر می‌توانند به اجزای ایمن‌تر و کارآمدتری منجر شوند. این رویکرد جدید، راه را برای اجزای آلومینیومی ایمن‌تر و کارآمدتر در اقتصاد هیدروژنی هموار می‌کند.
به گزارش هیچ یک _ دانشمندان آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالاتر و مقاومت بهتر در برابر شکنندگی هیدروژنی توسعه داده‌اند.
به نقل از آی‌ای، گروهی به رهبری محققان موسسه ماکس پلانک، اسکاندیم را با آلیاژهای آلومینیوم مخلوط کردند تا به ۴۰ درصد استحکام بالاتر دست یابند. آلیاژ آنها همچنین پنج برابر مقاومت بیشتر در برابر شکنندگی هیدروژنی ارائه می‌دهد. در حالی که همان شکل‌پذیری را حفظ می‌کند.
رویکرد نوآورانه دانشمندان، هم استحکام استثنایی و هم مقاومت بیشتر در برابر شکنندگی هیدروژنی را ممکن می‌سازد و راه را برای اجزای آلومینیومی ایمن‌تر و کارآمدتر در اقتصاد هیدروژنی هموار می‌کند.
استحکام استثنایی و مقاومت برتر در برابر هیدروژن
محققان نشان دادند که نانوذرات با پوسته‌ای از ذرات آلومینیوم، منیزیم و اسکاندیم، هیدروژن را به دام می‌اندازند و خطر شکنندگی را کاهش می‌دهند، در حالی که نانوذرات آلومینیوم و اسکاندیم استحکام را افزایش می‌دهند.
رویکرد آنها هم استحکام استثنایی و هم مقاومت برتر در برابر شکنندگی هیدروژنی را ممکن می‌سازد و راه را برای اجزای آلومینیومی ایمن‌تر و کارآمدتر در اقتصاد هیدروژنی هموار می‌کند.
محققان از یک استراتژی رسوب‌گذاری پیچیده و غربال‌شده در آلیاژهای آلومینیوم-منیزیم حاوی اسکاندیم استفاده کردند. محققان از طریق یک عملیات حرارتی دو مرحله‌ای، نانورسوب‌های ریز Al۳Sc را مهندسی کردند که روی آنها پوسته‌ای از Al۳(Mg,Sc)۲ با ساختار بسیار پیچیده به صورت درجا تشکیل می‌شود.
این روش در سیستم‌های مختلف آلیاژ آلومینیوم آزمایش شد.
به گفته محققان، این نانورسوب‌های دوگانه در سراسر آلیاژ توزیع شده‌اند تا دو نقش کلیدی را ایفا کنند: فاز Al۳(Mg,Sc)۲ هیدروژن را به دام می‌اندازد و مقاومت در برابر شکنندگی هیدروژنی را افزایش می‌دهد، در حالی که ذرات ریز Al۳Sc استحکام را افزایش می‌دهند.
باپتیست گالت (Baptiste Gault)، رهبر گروه در موسسه مواد پایدار ماکس پلانک، می‌گوید: استراتژی طراحی جدید ما این چالش معمول را حل می‌کند. ما دیگر مجبور نیستیم بین استحکام بالا و مقاومت در برابر هیدروژن یکی را انتخاب کنیم. این آلیاژ هر دو را ارائه می‌دهد.
ماده حاصل در مقایسه با آلیاژهای بدون اسکاندیم، ۴۰ درصد افزایش استحکام و پنج برابر بهبود در مقاومت در برابر شکنندگی هیدروژنی را ارائه می‌دهد.
محققان تاکید کردند که روش آنها در سیستم‌های مختلف آلیاژ آلومینیوم آزمایش شده است و همچنین با استفاده از ریخته‌گری قالب مسی خنک‌شده با آب و روش‌های پردازش ترمومکانیکی که با استانداردهای صنعتی فعلی مطابقت دارند، مقیاس‌پذیری را نشان داده‌اند.
این تحقیق راه را برای نسل جدیدی از مواد آلومینیومی متناسب با نیازهای آینده‌ای که با هیدروژن کار می‌کند، هموار می‌کند و ایمن، قوی و آماده برای استفاده صنعتی است.
