Los científicos de materiales de Ruhr-Universität Bochum pueden determinar si un nuevo material permanece estable bajo carga de temperatura en el espacio de unos pocos días. Han desarrollado un nuevo proceso para analizar, por ejemplo, la temperatura y la resistencia a la oxidación de las aleaciones complejasque se componen de una serie de elementos diferentes. Anteriormente, estos análisis solían llevar meses. El equipo encabezado por el Dr. Alfred Ludwig y el Dr. Yujiao Li del Instituto de Materiales y Centro de Materiales de Alto Rendimiento dominados por interfaz describe el proceso enel periódico Horizontes de materiales .
Desarrollo de nuevos materiales de alto rendimiento
Este método es ideal para las llamadas aleaciones de alta entropía, materiales que recientemente han sido de gran interés para los investigadores. A diferencia de las aleaciones tradicionales, no consisten en un elemento principal y varios elementos adicionales en concentraciones más bajas, sino más biende una mezcla homogénea de varios elementos.
"Estas aleaciones constituyen un nuevo recurso para nuevos materiales. Con un número casi ilimitado de combinaciones de materiales diferentes, es muy probable que se descubran materiales que superen los materiales actuales con respecto a ciertas propiedades", dice Ludwig. El factor decisivo esque las aleaciones permanecen estables y no se desintegran en componentes individuales, incluso si están expuestas a estrés térmico o químico durante la aplicación. "Es por eso que este método es tan importante", agrega Ludwig. "Se puede usar para probar candidatos potenciales en elescala atómica en un corto espacio de tiempo "
La combinación de métodos es la clave
Antes del despliegue en aplicaciones industriales, cualquier material recientemente desarrollado debe probarse con respecto a diferentes parámetros, por ejemplo, su resistencia a la temperatura y sensibilidad a la oxidación. Para acelerar estas pruebas, los grupos de Bochum han desarrollado una combinación de varios métodos.
Aplicaron la aleación compleja como una capa con un grosor de solo unos pocos nanómetros a 36 puntas microscópicamente pequeñas. Para este propósito, desplegaron el método de deposición por pulverización para depositar una proporción de mezcla específica de cinco metales a las puntas simultáneamente.aplicando capas, los metales pueden reaccionar entre sí muy rápidamente. Los autores se refieren al sistema como plataforma de procesamiento combinatorio.
Representando millones de átomos visibles
Posteriormente, los investigadores expusieron las puntas individuales a diferentes tipos de estrés y utilizaron la Tomografía por sonda atómica para caracterizar la composición de la capa después de cada exposición al estrés. La tecnología facilita tanto la visualización tridimensional de millones de átomos como la distinción entre diferenteselementos.
La tomografía por sonda atómica destruye la muestra en el lugar donde se analizó; en consecuencia, se utiliza al menos una punta recubierta por medición. Sin embargo, como tenían 36 puntas idénticas a su disposición, los investigadores pudieron realizar muchas pruebas enestrecha sucesión
Opción para probar diferentes propiedades
En el primer paso, por ejemplo, aplicaron calor a la muestra hasta que alcanzó una cierta temperatura; luego usaron la sonda atómica para probar qué efecto tenía el estrés térmico en la aleación, aplicaron calor nuevamente para alcanzar una temperatura más alta,probó la aleación nuevamente, etc. "Usando este método, podemos decir rápidamente que la aleación analizada se desintegra en varias fases diferentes a temperaturas superiores a 300 grados centígrados", dice Ludwig. "Además, podemos explorar su sensibilidad a la oxidación y sus reacciones endiferentes medios ambientales ". Según los datos de medición exhaustivos y los nuevos métodos de visualización de estos datos, los investigadores pueden comprender la evolución de las fases en aleaciones complejas en un espacio de tiempo mucho más corto que con los métodos tradicionales".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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