Plienas yra ypatingai svarbi medžiaga mūsų civilizacijai. Jis yra stiprus, kietas, pakankamai lengvai apdirbamas ir perdirbamas. Plienas naudojamas automobiliams gaminti, dangoraižiams ir laivams statyti, ir daugybėje kitų sričių. Tačiau šis lydinys turi ir trūkumų, kuriuos Honkongo Universiteto mokslininkai mano išsprendę - skelbiama apie super-plieno sukūrimą.

Plienas atrodo kaip vientisa medžiaga, bet jį, tarsi kokį sausainį ar raguolį, sudaro mikroskopiniai kristalų sluoksniai. Tie sluoksniai iš dalies susidaro dėl plieno apdirbimio. Vaizdingai tariant, gamyklose plienas yra kočiojamas, lankstomas ir kalamas. Tai sukuria daugiasluoksnę struktūrą, kuri daugeliu atveju yra pakankamai tvirta. Tačiau kartais nuo apkrovų tie sluoksniai ima atsiskyrinėti.

Tai gali būti pavojingas procesas (delaminacija), kuris gali susilpninti praktiškai bet kokią plieninę konstrukciją. Tačiau dabar Honkongo mokslininkai nusprendė pasitelkti delaminaciją savo naudai.

Mokslininkai nusprendė pažvelgti į daugiasluoksnę plieno struktūrą įdėmiau. Jei jiems pavyktų tuos sluoksnius sukurti pagal iš anksto apskaičiuotas detalės apkrovas, delaminacija vyktų kur kas vientisiau per visą medžiagos tūrį. Kai gretimi sluoksniai turi daugiau plastiškumo vienas kito atžvilgiu, tie įtrūkimai tiesiog negali išplisti ir detalė išlieka stipri. Kokia stipri? Mokslininkai savo super-plieną lygina su aeronautikoje naudojamu plienu (grade 300).

Super-plienu savo išradimą mokslininkai vadina ne šiaip sau. Trys pagrindinės plieno savybės yra stiprumas, tvirtumas ir elastingumas. Stiprumas, šiuo atveju, apibūdina apkrovas, kurias medžiaga gali pakelti. Tvirtumas apibūdina energiją, kurią ji gali sugerti nepatirdama katastrofiškos deformacijos. Pavyzdžiui, stiklas yra labai stiprus - jis gali pakelti didelį svorį. Tačiau jis nėra labai tvirtas - jį sudaužo net ir nestiprus smūgis. Ir, žinoma, jis yra labai kietas, todėl nėra elastingas.

Plienas privalo būti stiprus, tvirtas ir elastingas. Tačiau vienu metu geriausiu atveju galima pagerinti tik dvi iš šių savybių. Tiesą sakant, kur kas dažniau vienos iš šių savybių pagerinimas pablogina kitas dvi, todėl visada ieškoma balanso. Honkongo mokslininkai pajėgė pagerinti visas tris, todėl savo lydinį ir pavadino super plienu.

Kai šiame superpliene atsiranda įtrūkimas, šalia jo atsiranda dar keli, kurie, kad ir kaip keistai tai skambėtų, neleidžia pagrindiniam įtrūkimui plisti. Taip plienas įgyja ir tvirtumo, ir stiprumo, ir elastiškumo. Laboratorijoje išbandytas pavyzdys atlaikė 2 gigapaskalių spaudimą be jokių deformacijų. Geriausia tai, kad nors yra beveik toks pat geras kaip grade 300, jis kainuoja penkiskart mažiau.

Mokslininkai teigia, kad šis plienas galėtų būti naudojamas tiltų trosams, spyruoklėms ir neperšaunamoms liemenėms gaminti. Tiesa, iki to jį dar reikės tobulinti. Taip pat reikia sukurti gamybos procesus.

Komentarai ()