Атомарная инженерия создала уникальный сплав: он не ломается в жидком азоте

Даже самые прочные сплавы становятся хрупкими при низких температурах. Инновационный метод «атом за атомом» позволил создать уникальный сплав CoNiV-AlTi, способный неограниченно выдерживать температуры глубокого космоса и сжиженных газов.

Для навигации в условиях экстремально холодного космоса или работы с переохлажденным жидким топливом на Земле требуются материалы, которые не подвержены криогенному разрушению. Большинство металлов становятся хрупкими и разрушаются при сверхнизких температурах. Однако смелые исследования открывают новаторский подход к построению металлических конструкций атом за атомом ради создания прочных и долговечных сплавов, способных выдерживать самые суровые условия эксплуатации.

Традиционные методы упрочнения часто оказываются недостаточными для таких применений. Например, распространенный метод термической обработки, называемый дисперсионным твердением, упрочняет металлы путем создания в их структуре мельчайших твердых зерен. Однако при экстремальных температурах материалы могут потерять пластичность (способность изгибаться, растягиваться или принимать новую форму без разрушения) и все равно внезапно разрушиться.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, описывается новый способ разработки металлических сплавов, сохраняющих прочность и стойкость даже при сверхнизких температурах. Основная идея заключается в создании сплава с двумя типами идеально организованных атомных структур. Эти структуры получили название  субнаномасштабного ближнего порядка (subnanoscale short-range ordering, SRO), и наномасштабного дальнего порядка (nanoscale long-range ordering, NLRO). В первом случае это крошечные островки организованных атомов, во втором — более крупные структуры.