نتایج تازه منتشرشده در ژورنال cMat نشان میدهد گروهی از پژوهشگران چینی موفق شدهاند نسل جدیدی از «آلیاژهای آنتروپی بالا سبکوزن» را توسعه دهند؛ موادی که با ترکیب همزمان چند عنصر اصلی، ساختاری پایدار، سبک و درعینحال فوقمقاوم ایجاد میکنند. این آلیاژهای جدید با چگالی پایین، استحکام بالا در دمای محیط و دمای بالا، مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و دوام مکانیکی کمنظیر، توجه جدی صنعت هوافضا، خودروسازی و انرژی را جلب کردهاند. در این مطالعه، محققان نشان دادند که تغییرات کوچک در نسبت عناصر—مانند آلومینیوم، تیتانیوم، منیزیم، نایوبیوم و وانادیوم—میتواند آرایش فاز، ساختار کریستالی و رفتار تغییرشکل را بهصورت بنیادین کنترل کند و در نهایت آلیاژهایی تولید کند که نسبت استحکام به وزن آنها از بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم و حتی برخی تیتانیومها بالاتر است.
تحلیل فنی این نتایج نشان میدهد که عصر جدیدی از طراحی مواد در حال شکلگیری است: جایی که بهجای تکیه بر یک عنصر پایه (مثل Fe یا Al)، چندین عنصر همارزش نقش «ستون فقرات» را بازی میکنند و ازطریق افزایش آنتروپی اختلاط، پایداری ساختاری و سختی پیشبینیناپذیری ایجاد میشود. همین ویژگی، HEAهای سبک را به گزینهای جذاب برای قطعات دما-بالا، اجزای وزنحساس هواپیما، بدنه خودروهای الکتریکی و بخشهای تحت تنش بالا در سیستمهای انرژی تبدیل میکند. روند پژوهش همچنین نشان میدهد که با کمک مدلسازی پیشرفته، یادگیری ماشین و رویکرد Materials Genome، فاصله آزمایشگاه تا تولید صنعتی این آلیاژها بهطور قابل توجهی در حال کوتاه شدن است؛ موضوعی که در صورت ورود به مرحله تولید انبوه، میتواند جریان مواد مهندسی را در چند صنعت کلیدی متحول کند.
منبع: cMat (Wiley)