Pořádně smáčknutý hliník se vyrovná oceli
Největší výhodou hliníku je jeho lehkost a dostupnost. Naneštěstí má také jednu velkou slabinu: láme se už při zatížení, se kterým si těžší kovy snadno poradí.
Tam, kde je zapotřebí lehkost a pevnost současně, proto inženýři musí volit mnohem dražší titan. Vědci však mezitím nepřestávají hledat cesty, jak odolnost hliníku zvýšit. Mezinárodní tým výzkumníků vyzkoušel metodu kroucení v tlaku (high-pressure torsion, HPT) na slitině hliníku aluminium 7075, která obsahuje malé množství hořčíku a zinku. Do cylindrických komůrek vědci umístili tenké disky slitiny a za pomalého pootáčení je proti sobě tlačili silou přibližně 60 000 kilogramů na centimetr čtvereční. Vzorky slitiny pak déle než měsíc ponechali v pokojové teplotě. V metalurgii se tomu říká přírodní stárnutí.
Deformace enormním tlakem spolu s přírodním stárnutím pozměnila základní nanostrukturu kovu a tím i jeho vlastnosti. Upravená slitina zadržela tlak 1 gigapascalu a vyrovnala se tak některým z nejtvrdších druhů oceli. Odolnost běžného hliníku slitina překonala trojnásobně. Čtvercový plát o hraně jednoho metru vyrobený touto technikou by podle propočtů vědců byl schopen vydržet zatížení v plně naloženém letadle.
Tomografová atomová sonda (atom probe tomography) odhalila, že kroucení v tlaku mění mřížku tvořenou atomy do hierarchické nanostruktury: velikost zrn hliníku se zmenšila a atomy zinku a hořčíku se shlukly do celků o různé velikosti. Na ní pak záleželo, jestli zůstanou uvnitř zrn hliníku, nebo budou vytlačeny k jejich okrajům. Otázka, proč tato změna natolik mění vlastnosti slitiny, zatím není uspokojivě vysvětlena. Je však možné, že shluky atomů na okrajích různých zrn jsou navzájem pevněji svázány.
Zdroj: Nature Communiactions, ScienceNow
