Ny studie: Att låsa upp 'materialens genom' banar väg för design av framtida material

StockholmForskare vid Universitetet i Sydney har utvecklat ett nytt sätt att studera kristaller i mikroskop. Denna metod kan upptäcka mycket små förändringar i materialens struktur på atomnivå. Den kan bidra till att skapa starkare och lättare metaller samt förbättra halvledare för framtida teknik.

Professor Simon Ringer från institutionen för flyg-, mekanik- och mekatronikteknik ledde studien. Forskarteamet använde sig av atomsondtomografi (APT) för att undersöka kortdistansordning (SRO) i material. Denna metod är avgörande för att förstå hur atomer är arrangerade inom material.

Här är några viktiga punkter:

• APT hjälper till att visualisera atomer i 3D.
• SRO är avgörande för utvecklingen av innovativa material.
• Resultaten kan påverka stål, halvledare och magneter.

Studien undersökte högentropilegeringar (HEAs). Dessa material blir alltmer populära för avancerade ingenjörstillämpningar. De kan användas i jetmotorer, kraftverk och kärnreaktorer. Forskare strävar efter att skapa legeringar som klarar höga temperaturer och strålning.

Dr. Mengwei He, forskare vid samma skola, betonade hur viktig denna upptäckt är. Han förklarade att det förändrade deras sätt att designa material. Genom att mäta och förstå kortväga ordning (SRO) kan de se hur förändringar på atomnivå påverkar materialens prestanda.

Läs också:

Idag · 04:05

Vikingarna: pionjärer i handeln med valrossbetar i Arktis

Teamet undersökte legeringar av kobolt-krom-nickel och hur olika värmebehandlingar påverkar deras struktur. Dr. Andrew Breen, en seniorforskare, sa att detta är ett stort framsteg. De utvecklade praktiska metoder och dataverktyg för att mäta dessa förändringar.

Professor Ringer nämnde att tidigare var det svårt att mäta SRO eftersom atomstrukturerna är för små för vanliga mikroskop. Den nya APT-tekniken löser dessa problem och ger detaljerade bilder på atomnivå.

Dr. Will Davids, som nu arbetar på ingenjörsfirman Infravue, sa att resultaten är spännande. Teamet har visat att de kan mäta korträckviddsordning (SRO) i legeringar med flera komponenter. Denna upptäckt förväntas gynna materialvetenskaps- och ingenjörsgemenskaperna.

Den nya metoden hjälper forskare att simulera, modellera och förutsäga materialens beteende med större precision. SRO ger värdefulla detaljer om de närliggande atomstrukturerna. Denna information är avgörande för att skapa material med specifika egenskaper, som exempelvis styrka.

Sammanfattningsvis är denna studie ett viktigt framsteg inom materialvetenskap. Forskare kan nu förstå atomära relationer inom kristaller mer tydligt. Detta öppnar många möjligheter att skapa material som är starkare, lättare och mer effektiva.