มีวัสดุที่แพร่หลายที่ปรากฏขึ้น ซึ่งท้าทายความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับความแข็งแรงและความทนทานนักวิทยาศาสตร์ที่ห้องทดลองแห่งชาติลอเรนซ์ เบอร์คลีย์ และห้องทดลองแห่งชาติโอ๊กริจ ได้พัฒนาสับสนธิ CrCoNi ที่มีอัตราการเอนโทรปีสูงเป็นสับสนที่น่าทึ่งของโครเมียม โคบาลต์ และนิเคิล ที่แสดงความแข็งแรงที่ไม่เคยมีมาก่อน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่หนาวมาก
CrCoNi เป็นความแตกต่างที่สําคัญจากหลักการการออกแบบเหล็กสแตนเลสแบบดั้งเดิม ไม่เหมือนกับเหล็กสแตนเลสแบบปกติ ที่ใช้ธาตุหลักเดียวสารสกัดที่มีอัตราเอ็นโทรปีสูง (HEA) มีธาตุหลายประเภทในสัดส่วนที่เกือบเท่ากันแนวทางที่นวัตกรรมนี้สร้างวัสดุที่มีคุณสมบัติที่พิเศษ ที่ไม่เคยมีมาก่อน
ขณะที่แนวคิดของ HEAs ถูกเสนอเมื่อสองสิบปีที่แล้ว ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีการทดสอบวัสดุได้ทําให้นักวิจัยสามารถสํารวจศักยภาพของพวกเขาได้อย่างเต็มที่สารสกัด CrCoNi ได้แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่โดดเด่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง.
อาจารย์ โรเบิร์ต ริตชีย์ จากมหาวิทยาลัยบาร์คลี และศาสตราจารย์อีโซ จอร์จ จากมหาวิทยาลัยเทเนสซี ได้นําการวิจัย CrCoNiการ ศึกษา ของ พวก เขา ตลอด 10 ปี เริ่ม ด้วย การ สังเกต ถึง ความ แข็งแรง ที่ ยอดเยี่ยม ของ สายเหล็ก ใน อุณหภูมิ ไนโตรเจน ใน วัตถุ น้ําเหลว (-200°C)จากนั้นทีมงานก็ผลักดันการวิจัยของพวกเขาไปสู่อุณหภูมิฮีเลียมเหลว (-250 °C) เพื่อสํารวจขอบเขตการทํางานของวัสดุ
ความแข็งแรง คือการวัดความแข็งแรงของวัสดุต่อการแตก ซึ่งรวมกันทั้งความแข็งแรง (ความแข็งแรงต่อการบิดเบือน) และความยืดหยุ่น (ความสามารถในการบิดเบือนก่อนที่จะแตก)วิธีการทดสอบรวมการใช้ความเข้มข้นจนกระทั่งแตกขณะที่วัดแรงที่ต้องการ, หรือวัดแรงที่จําเป็นในการกระจายรอยแตกที่มีอยู่ก่อน
ผลการค้นคว้าของทีมงานวิจัยวิทยาศาสตร์, รายละเอียดการทํางานของ CrCoNi ในอุณหภูมิฮีเลียมเหลว โดยใช้เทคนิคที่ทันสมัยรวมถึงการสับสัดนิวตรอน, การสับสัดอิเล็กตรอนกลับนักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์ว่า สร้างอะตอมของสับสนธิ ส่งผลให้ความแข็งแรงที่พิเศษ.
"ในอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับฮีเลียมเหลว (20 เคลวิน, -424 ° F) ความแข็งแรงในการแตกของวัสดุนี้ถึง 500 MPa√m เพื่อให้เห็นในมุมมองและสแตนเลสที่ดีที่สุดประมาณ 100500 เป็นสิ่งที่น่าประหลาดใจ" ปrofessor Ritchie อธิบาย
คุณสมบัติที่น่าทึ่งของ CrCoNi มาจากพฤติกรรมอันโดดเด่นของอะตอมภายใต้ความเครียดโครงสร้างตัวกระจกของสับสนธิได้รับการแปลงที่ซับซ้อนที่มีการปฏิสัมพันธ์อะตอมและการจัดเรียงเซลล์หน่วยกลไกเรียงลําดับเหล่านี้ทํางานร่วมกัน เพื่อป้องกันการแตก
"โครงสร้าง ที่ เริ่ม ด้วย การ เป็น เมล็ด แต่ ระหว่าง การ ปรับรูป มัน กลาย เป็น ที่ ยุ่งยาก อย่าง น่า สังเกต""การเปลี่ยนแปลงนี้อธิบายความทนทานต่อการแตกอย่างพิเศษ."
ความแข็งแกร่งของ CrCoNi ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการใช้งานที่ต้องการ:
นอกเหนือจาก CrCoNi ประเภท HEA ที่กว้างกว่านี้เป็นการพัฒนาที่เปลี่ยนแปลงในวิทยาศาสตร์วัสดุ สายเหล็กเหล่านี้กําลังนิยามใหม่ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความสัมพันธ์โครงสร้างและคุณสมบัติในโลหะการวิจัยปัจจุบันสํารวจการใช้ในเครื่องยนต์เจ็ทระบบเกราะ และเทคโนโลยีนิวเคลียร์
อุปัญญาประดิษฐ์กําลังเร่งการพัฒนา HEA โดยช่วยนักวิจัยในการนําทางไปสู่ความเป็นไปได้ในการประกอบที่กว้างขวางเพื่อระบุการผสมผสานที่ดีที่สุดสําหรับการใช้งานเฉพาะเจาะจง
ขณะที่การนํา HEA มาดําเนินการนั้นยังคงมีอนาคต แต่ยังต้องเผชิญกับอุปสรรคหลายอย่าง
การแก้ไขที่กําลังเกิดขึ้นรวมถึงการออกแบบที่ได้รับความช่วยเหลือจาก AI เทคนิคการผลิตใหม่ๆ เช่น วิธีการเพิ่มเติม และวิธีการทําแบบแบบหลายขนาด
การพัฒนาสับสนธิ CrCoNi ที่มีอัตราการเติบโตสูง เป็นจุดสําคัญในวิทยาศาสตร์วัสดุคุณสมบัติพิเศษของมันและศักยภาพที่กว้างขวางของ HEAs สัญญาที่จะเปลี่ยนการใช้งานวิศวกรรมในหลายอุตสาหกรรมขณะที่ความท้าทายยังคงมีในการนําวัสดุที่ก้าวหน้าเหล่านี้ไปใช้อย่างแพร่หลาย การวิจัยและนวัตกรรมทางเทคโนโลยีต่อเนื่องอาจสามารถเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้เปิดยุคใหม่ของการแสดงของวัตถุ.
