एक अभिनव सामग्री सामने आई है जो शक्ति और स्थायित्व की पारंपरिक समझ को चुनौती देती है।लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला और ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों ने उच्च एंट्रोपी CrCoNi मिश्र धातु विकसित किया है, क्रोमियम, कोबाल्ट और निकल का एक उल्लेखनीय संलयन है जो विशेष रूप से अत्यधिक ठंडे वातावरण में अभूतपूर्व कठोरता प्रदर्शित करता है।
CrCoNi पारंपरिक मिश्र धातु डिजाइन सिद्धांतों से एक महत्वपूर्ण विचलन का प्रतिनिधित्व करता है।उच्च एंट्रोपी मिश्र धातु (एचईए) में लगभग समान अनुपात में कई तत्व शामिल हैंइस अभिनव दृष्टिकोण से असाधारण गुणों वाली सामग्री बनाई जाती है जो पहले असंभव थीं।
जबकि एचईए की अवधारणा दो दशक पहले प्रस्तावित की गई थी, सामग्री परीक्षण प्रौद्योगिकियों में हालिया प्रगति ने शोधकर्ताओं को उनकी क्षमता का पूरी तरह से पता लगाने की अनुमति दी है।CrCoNi मिश्र धातु ने चरम परिस्थितियों में विशेष रूप से उल्लेखनीय विशेषताओं का प्रदर्शन किया है.
यूसी बर्कले के प्रोफेसर रॉबर्ट रिची और टेनेसी विश्वविद्यालय के प्रोफेसर ईसो जॉर्ज ने CrCoNi अनुसंधान का नेतृत्व किया है।इनकी एक दशक की लंबी जांच द्रव नाइट्रोजन तापमान (-200°C) पर मिश्र धातु की असाधारण कठोरता के अवलोकन से शुरू हुईइसके बाद टीम ने सामग्री की अंतिम प्रदर्शन सीमाओं का पता लगाने के लिए अपने शोध को तरल हीलियम तापमान (-250°C) तक बढ़ाया।
कठोरता, किसी सामग्री के टूटने के प्रतिरोध का महत्वपूर्ण माप, ताकत (विकृति के प्रतिरोध) और लचीलापन (टूटने से पहले विकृत होने की क्षमता) दोनों को जोड़ती है।परीक्षण विधियों में आवश्यक बल को मापते समय टूटने तक तनाव लागू करना शामिल है, या पहले से मौजूद दरारों को फैलाने के लिए आवश्यक बल को मापना।
शोध दल के निष्कर्ष, प्रतिष्ठित पत्रिका में प्रकाशितविज्ञान, तरल हीलियम के तापमान पर CrCoNi के प्रदर्शन का विवरण देता है। न्यूट्रॉन विवर्तन, इलेक्ट्रॉन बैकस्केटर विवर्तन और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी सहित उन्नत तकनीकों का उपयोग करके,वैज्ञानिकों ने विश्लेषण किया कि मिश्र धातु की परमाणु संरचना कैसे इसकी असाधारण ताकत में योगदान देती है.
"तरल हीलियम के निकट तापमान (20 केल्विन, -424 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर, इस सामग्री की टूटने की कठोरता 500 एमपीए√एम तक पहुंच जाती है। इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, सिलिकॉन लगभग 1, विमान एल्यूमीनियम लगभग 35,और सबसे अच्छा स्टील्स के बारे में 100"पांच सौ आश्चर्यजनक है", प्रोफेसर रिची ने समझाया।
CrCoNi के उल्लेखनीय गुण तनाव के अधीन अपने अद्वितीय परमाणु व्यवहार से उत्पन्न होते हैं। जब बल के अधीन,मिश्र धातु के जाली संरचना परमाणु बातचीत और इकाई सेल पुनर्गठन शामिल जटिल परिवर्तन से गुजरता हैये अनुक्रमिक तंत्र फ्रैक्चर को रोकने के लिए सामंजस्यपूर्ण रूप से कार्य करते हैं।
यू.सी. बर्कले के प्रोफेसर एंड्रयू माइनर ने कहा, "इस संरचना की शुरुआत अनाज के रूप में होती है, लेकिन विकृति के दौरान यह बेहद जटिल हो जाती है।""यह परिवर्तन इसके असाधारण फ्रैक्चर प्रतिरोध को समझाता है. "
CrCoNi की क्रायोजेनिक कठोरता इसे मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती हैः
CrCoNi से परे, व्यापक HEA श्रेणी सामग्री विज्ञान में एक परिवर्तनकारी विकास का प्रतिनिधित्व करती है। ये मिश्र धातुओं में संरचना-गुणवत्ता संबंधों की हमारी समझ को फिर से परिभाषित कर रहे हैं।वर्तमान अनुसंधान जेट इंजनों में अनुप्रयोगों का पता लगाता है, बख्तरबंद प्रणाली, और परमाणु प्रौद्योगिकी।
कृत्रिम बुद्धिमत्ता विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम संयोजनों की पहचान करने के लिए शोधकर्ताओं को विशाल संरचनात्मक संभावनाओं को नेविगेट करने में मदद करके एचईए विकास में तेजी ला रही है।
हालांकि एचईए के कार्यान्वयन में कई बाधाएं हैं:
उभरते समाधानों में एआई-सहायता प्राप्त डिजाइन, एडिटिव विधियों और मल्टीस्केल मॉडलिंग दृष्टिकोण जैसी नई विनिर्माण तकनीक शामिल हैं।
उच्च एंट्रोपी वाले CrCoNi मिश्र धातु का विकास सामग्री विज्ञान में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।इसके असाधारण गुणों और एचईए की व्यापक क्षमता कई उद्योगों में इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों को बदलने का वादा करती हैजबकि इन उन्नत सामग्रियों के व्यापक उपयोग में चुनौतियां बनी हुई हैं, निरंतर अनुसंधान और तकनीकी नवाचार इन बाधाओं को दूर करने की संभावना है।भौतिक प्रदर्शन के एक नए युग में प्रवेश.
