Javíthatunk az anyagok tulajdonságain
Az ELTE-s kutatócsoport munkájának középpontjában a finomszemcsés anyagok szerkezetének és mechanikai tulajdonságainak kapcsolata áll. A kis szemcseméretű anyagok előállítása során rendszerint sok kristályhiba (pl. diszlokáció és szemcsehatár) keletkezik, amelyek nagyon kemény anyagot eredményeznek. A finomszemcsés anyagok hőkezelése magas hőmérsékleten a kristályhibák mennyiségének csökkenését eredményezi, ami az anyag puhulásához vezet.
Gubicza Jenő (ELTE TTK Anyagfizikai Tanszék) és munkatársai megmutatták, hogy alacsony hőmérsékletű hőkezelés esetén a rácshibák olyan struktúrákba rendeződhetnek, amelyek nemhogy lágyítják, hanem tovább keményítik az anyagot.
Ez az ELTE-s kutatási eredmény rámutat arra, hogy a kristályhibák mennyiségének, típusának és elrendeződésének jól megtervezett kialakításával a korábbiaknál jobb mechanikai tulajdonságok érhetők el. A kristályhiba-tervezés módszerével az eddigieknél nagyobb szilárdságú fémes anyagok állíthatók elő, amelyek az ipar nagyon sok területén (pl. autóipar vagy sebészeti implantátumok gyártása) felhasználhatók.
A nagynyomású csavarással (angolul: High Pressure Torsion, HPT) előállított finomszemcsés (a szemcseméret 180 nm) Ni - 0.3 at.% Mo ötvözet mechanikai tulajdonságainak változása két különböző hőmérsékletű (600 és 830 K) hőkezelés hatására. A piros nyíl mutatja, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű (600 K) hőkezelés növelte az anyag folyáshatárát (yield strength) és szakítószilárdságát (ultimate tensile strength) anélkül, hogy az alakíthatóság (elongation) csökkent volna. A szilárdság növekedését a kristályhibák átrendeződése okozta.
Az Advanced Engineering Materials című folyórat legjobb 2018-as cikkei elérhetők az alábbi címen.