Oikealla uutta metallia

Magnesiumista kehitettiin huippuluja metalli

Mitä saadaan, jos magnesiumiin sekoitetaan piikarbidista koostuvia keraamisia nanohiukkasia? Huippulujaa, mutta silti kevyttä metallia. Tai jos tarkkoja ollaan "metallinanokomposiittia".

"Nanopartikkeleiden on arveltu parantavan erityisesti magnesiumin kaltaisten keveiden metallien lujuutta vähentämättä niiden plastisuutta. Aikaisemmin ei kuitenkaan ole onnistuttu saamaan keraamisia nanohiukkasia jakautumaan tasaisesti sulassa metallissa", toteaa tutkimusta johtanut Xiaochun Li.

Pienillä nanohiukkasilla on taipumus kasautua kokkareiksi, mutta UCLA:n (University of California, Los Angeles) tutkijat kehittivät kineettiseen energiaan perustuvan menetelmän, joka saa ne kasautumisen sijasta levittäytymään sulaan metalliin.

Valmistusmenetelmää voidaan soveltaa muihinkin metalleihin ja ennen kaikkea myös suuremmassa mittakaavassa. Se on oleellista, jos tutkimustuloksia halutaan hyödyntää teollisuudessa.

Rakennemetallit ovat metalleja, joiden tarkoitus on kantaa rakenteeseen kohdistuva kuormitus. Magnesium, jonka tiheys on kaksi kolmasosaa alumiinin tiheydestä, on rakennemetalleista kevein.

Piikarbidi on puolestaan huippuluja keraaminen aine, jota käytetään teollisuudessa esimerkiksi erilaisissa leikkuuterissä. 

Kun tutkijat sekoittivat suuren määrän alle 100 nanometrin läpimittaisia piikarbidihiukkasia magnesiumiin, sen lujuus, jäykkyys, plastisuus ja lämmönkestävyys paranivat huomattavasti.

Kuvassa vasemmalla on puhdasta magnesiumia, oikealla uudenlaista metallia, jossa magnesiumin joukossa on piikarbidihiukkasia. Siinä on magnesiumia 86 prosenttia ja piikarbidia 14 prosenttia. 

Uutta metallia voitaisiin ominaisuuksiensa puolesta käyttää niin autoissa, lentokoneissa ja avaruusaluksissa kuin mobiililaitteissa ja lääketieteellisissä kojeissa.

Tutkimuksesta kerrottiin UCLA:n uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: UCLA Scifacturing Laboratory


Juttuja samasta aiheesta