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Le métal devient encore plus fort à des tailles microscopiques, découvrent les scientifiques

Le métal devient encore plus fort à des tailles microscopiques, découvrent les scientifiques

Les pièces de monnaie dans votre portefeuille, l'argenterie sur votre table et même les poutres en acier qui soutiennent les bâtiments autour de vous sont tous constitués de petits grains de métal. Au microscope, ces métaux ressemblent à des cristaux imbriqués et entrelacés.

Il est bien connu parmi les scientifiques des matériaux que le métal devient plus fort à mesure que les grains métalliques qui le composent deviennent plus petits - mais seulement jusqu'à un certain point, 10 nanomètres en diamètre.

Maintenant, une équipe de scientifiques a prouvé que le métal peut, en fait, devenir ultra-résistant, même s'il est plus petit que 10 nanomètres.

Atomes interagissant les uns avec les autres

Des expériences menées par une équipe internationale des États-Unis et de la Chine ont permis aux scientifiques de se rendre compte que des échantillons de nickel qui sont trois nanomètres de diamètre, et sous des pressions élevées, est devenu plus fort à mesure que la taille des grains était réduite au minimum.

L'ancien chercheur postdoctoral de l'Université de l'Utah, Zhou Xiaoling, et le professeur agrégé de géologie, Lowell Miyagi, expliquent que leurs résultats aident à montrer comment les atomes individuels de grains métalliques interagissent les uns avec les autres. Ils ouvrent également une nouvelle méthode de création de métaux ultra-résistants.

Zhou a déclaré: "Nos résultats suggèrent une stratégie possible pour fabriquer des métaux ultra-puissants. Dans le passé, les chercheurs pensaient que la taille de grain la plus forte était d'environ 10 à 15 nanomètres. Mais maintenant, nous avons découvert que nous pouvions fabriquer des métaux plus forts à moins de 10 nanomètres."

Comment les scientifiques ont-ils effectué leurs tests?

Afin d'arriver à cette nouvelle conclusion, l'équipe a testé des échantillons de nickel. Ils ont placé divers échantillons de granulométrie sous une pression intense dans une cellule à enclume en diamant et ont utilisé la diffraction des rayons X pour observer les changements à l'échelle nanométrique.

"Si vous avez déjà joué avec un ressort, vous avez probablement tiré dessus assez fort pour le ruiner afin qu’il ne fasse pas ce qu’il est censé faire", a expliqué Miyagi. «C’est essentiellement ce que nous mesurons ici; à quel point nous pouvons pousser ce nickel jusqu’à ce que nous le déformions au-delà du point où il pourrait se rétablir.

Les chercheurs ont remarqué que la force continuait d'augmenter, jusqu'à la plus petite taille de grain disponible: trois nanomètres.

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le trois nanomètres le grain a pu résister à une force de 4,2 gigapascals - l'équivalent de dix 10000 livres. éléphants assis sur un seul talon haut - avant qu'il ne se déforme. Cela fait 10 fois plus solide que le grain de nickel de qualité commerciale.

C'est une prise de conscience passionnante, cependant, Miyagi a mentionné: «Nous n'avons pas beaucoup d'applications, industriellement, de choses où les pressions sont aussi élevées que dans ces expériences, mais en montrant la pression est un moyen de supprimer la déformation des limites de grain auquel nous pouvons penser d'autres stratégies pour le supprimer, peut-être en utilisant des microstructures complexes où vous avez des formes de grains qui empêchent le glissement des grains les uns sur les autres. "

Leurs résultats ont été publiés dans La nature le lundi.


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