Aşırı Basınç Altında Kurşun Çelikten Daha Güçlü Hale Gelir

Fotoğraf: Kurşun normalde yumuşak bir metaldir, ancak onu aşırı basınçta sıkıştırırsak sert ve güçlü hale gelir.

Normal koşullar altında, metal nispeten yumuşaktır ve tırnak ile kolayca çizilebilir. Fakat aşırı baskılar altında sıkıştırıldığında, kurşun sertleşir ve sağlamlaşır. Bilim insanlarının 11 Kasım’da Physical Review Letters’da rapor ettiği üzere çelikten bile daha dayanıklıdır.

Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki Ulusal Ateşleme Tesisi’nde kurşun dayanımının basınç altında nasıl değiştiğini incelemek için araştırmacılar, kurşun numuneyi lazerlerle patlatarak hızla sıkıştırdılar. Numune bünyesindeki basınç, Dünya’nın çekirdeğinde bulunan basınçlara benzer şekilde, yaklaşık 400 GPa’ a ulaştı.

Bir malzemenin dayanımı, belirli bir alana uygulanan kuvvet olan gerilime tepkisini nitelemektedir. Bir madde deforme olmadan önce ne kadar fazla gerilime dayanabilirse o kadar dayanıklıdır. Lawrence Livermore’dan fizikçi Andrew Krygier ve meslektaşları, kurşundaki dalgalanmaların yüksek basınç koşulları altında nasıl büyüdüğünü ve deforme olduğunu gözlemlediler. Büyüme nispeten yavaştı, bu da metalin normal koşullar altında kurşundan 250 kat, yüksek mukavemetli çelikten yaklaşık 10 kat daha güçlü olduğunu gösteriyordu.

Malzemeler sıkıştırıldığında özellikleri önemli ölçüde değişebilir. Örneğin, normalde bir gaz olan hidrojen bir metale dönüşebilir. Maddelerin basınca tepki olarak nasıl değiştiğini anlamak, kurşungeçirmez yelekler gibi koruyucu donanım tasarımlarını iyileştirmek için önemli olabilir.

Hesaplamalar, basıncın kurşunun kristal yapısını değiştirdiğini ve atom kafesinin yeniden düzenlenmesine neden olduğunu göstermektedir. Araştırmacılar, bu yapısal değişimin daha güçlü bir metalle sonuçlandığını belirtiyor

Kaynak: sciencenews.org