Isıtarak ve Soğutarak Tek Kristalli Metal Üretimi
Bazı metaller için yeni bir ısıtma yöntemi, depreme dayanıklı, gelişmiş yapı malzemelerine öncülük edebilir.
Tohoku Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yönetilen bir Japon ekibi, deforme olduktan sonra orijinal haline dönme yetenekleri ile bilinen bazı ‘şekil hafızalı’ metallerin özelliklerini geliştirmek için uygun maliyetli bir yol buldu. Yöntem, gelişmiş metallerin seri üretilmesi için depreme dayanıklı inşaat malzemeleri de dahil olmak üzere çeşitli uygulamaların önünü açabilir.
Çoğu metal çok sayıda kristalden yapılır. Bununla birlikte bazı durumlarda, metallerin özellikleri tek bir kristalden oluştuğunda iyileşir, ancak tek kristalli metaller üretmenin maliyeti yüksektir.
Araştırmacılar şimdi ‘anormal tane büyümesi’ olarak bilinen bir fenomenden yararlanan daha ucuz bir üretim yöntemi geliştirdiler. Bu metodu kullanarak, bir metal ısıya maruz kaldığında birden fazla ‘taneleri’ veya kristalleri düzensiz bir şekilde büyür ki bu sırada bazıları diğerlerine mal olsa da.
Ekibin tekniği, mevcut şekil hafızalı alaşım çubuklarının boyutlarına kıyasla çok geniş olacak şekilde, 70 cm uzunluğunda ve 15 mm çapında, tek kristalli metal çubuğun büyümesini teşvik etmek için birkaç döngü ısıtma ve soğutma kullanıyor. Araştırmanın baş araştırmacısı olan Tohoku Üniversitesi’nden Toshihiro Omori “Bu teknik, inşaat ve inşaat mühendisliği uygulamaları için uygun hale getiriyor” diyor.
Büyük bir tek kristalli metal çubuğu üretmek için bir metal alaşımı 900 °C’ye ısıtılır, daha sonra beş kez 500°C’ye soğutulur. Bunu 740 °C’ye ısıtma, daha sonra 500 °C’ye soğutma olmak üzere dört döngü takip eder. Son olarak, metal son bir kez 900 °C’ye ısıtılır. Tüm bu ısıtma / soğutma döngüleri tek kristalli metal üretmek için gereklidir.
Araştırmacılar tarafından kullanılan, bakır, alüminyum ve manganezden yapılmış alaşım, makinelerle kesilmesi kolay olarak iyi bilinen bir şekil hafızalı metaldir. Metal kristallerinin boyutunu arttırmak elastikiyetini büyük ölçüde arttırırken, şekli değiştirildiğinde metal oldukça kuvvetli olur. Bu bir araya getirilen özelliklerle, metal, depreme dayanıklı yapılar için kullanılabileceğini kanıtlar.
Nature Communications’daki bu çalışmayla ilgili bir makalede, araştırmacılar “Mevcut teknik kristallerin seri üretiminde işlemin basitliği nedeniyle avantajlı olduğu için bu bulgu, bina ve köprülerde sismik uygulamalar gibi yapısal malzemeler için şekil hafızalı tekli kristallerin uygulamaları için yollar açmaktadır” dedi.
Kaynak : materialstoday.com
