Stop tytanu ze złotem jest cztery razy bardziej twardszy od stali

Kategorie: 

Źródło: Rice University
Tytan jest wiodącym materiałem w produkcji sztucznych stawów kolanowych i biodrowych ponieważ jest mocny, odporny na ścieranie i jest nietoksyczny. Jednak fizycy z Rice University niespodziewanie odkryli, że twardość tego materiału wzrasta kilkukrotnie po dodaniu do niego złota.

 

Emilia Morosan, główny autor badania powiedziała, że mieszanka tytanu i złota w proporcji 3:1 nie jest trudna do opracowania i nie jest to nawet nowy materiał. Jego charakterystyczna struktura atomowa była znana już wcześniej. Nie można nawet potwierdzić czy autorzy tego badania jako pierwsi stworzyli próbkę ultratwardego materiału ale wiadomo, że oni jako pierwsi udokumentowali jego niezwykłe właściwości.

Jakiś czas temu pracowano nad stopem tytanu ze złotem w proporcji 1:1. Podczas tworzenia nowego związku naukowcy próbowali go zmielić na proszek - pozwala to zidentyfikować skład, czystość, strukturę krystaliczną i inne właściwości strukturalne. Jednak opracowanego materiału nie udało się zmielić. Postanowiono więc przeprowadzić kolejne testy aby sprawdzić twardość związku oraz twardość innych kompozycji tytanu i złota.

 

Zespół wówczas nie wiedział że tworząc mieszankę w proporcji 3:1 przy stosunkowo wysokich temperaturach otrzyma niemal czystą postać krystaliczną stopu w wersji beta - strukturę krystaliczną która jest cztery razy bardziej twardsza niż sam tytan. Przy niższych temperaturach, atomy organizują się w inny sposób i wtedy powstaje struktura w wersji alfa - twardość takiego materiału jest mniej więcej na tym samym poziomie co twardość tytanu.

 

Supertwardy stop będzie można wykorzystać np. w implantach biomedycznych a tymczasem uczeni będą kontynuować badania aby sprawdzić czy materiał po dodaniu odpowiednich związków może być jeszcze twardszy. Wyniki badań opublikowano na łamach czasopisma Science Advances.

 

 

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)

Komentarze

Portret użytkownika blabla

Twardszy niż sam

Twardszy niż sam diament?
"cztery razy bardziej twardsza niż sam tytan"
Skala Mosha:
Ti - tytan - 6.0
C - węgiel - 10.0
Ti-Au 3:1 - nowość - 24.0
Ktoś nie za bardzo chyba wie o czym pisze.
Jest niewiele pierwiastków, które są twardsze od diamenu i to nie wiele twardsze. Natomiast 2.4 razy twardsze od diamentu?

Portret użytkownika r.abin

w tytule jest 4xtwardszy od

w tytule jest 4xtwardszy od stali, a dalej 4xod tytanu. W wyższej temperaturze twardość wychodzi 4x większa niż w niższej. Naukowcy prawdopodobnie odkryli  (znane) utwardzanie wydzielinowe - stop się szybko studzi, obrabia mechanicznie, a następnie podgrzewa - uzyskując wyższą twardość. Takiej obróbce poddaje się nawet czekoladę. Redaktor widać jest wybitnym humanistą i lingwistą. Twardość może być akurat w jednostkach Vickersa (ale zapomnieli podać)

Portret użytkownika Metalurg

Hmm tok myślenia wydaje się

Hmm tok myślenia wydaje się być poprawny, ale nie jest...
Skala Mohsa - skala zamknięta - jest tylko porównaniem twardości
Twardość z punktu widzenia inżyniera mierzona jest różnymi metodami: Rockwella, Vickersa, Knoopa, Brinnela itd. (jak działają samemu spradźcie) gdzie wynik jest konkretną liczbą. 
BTW stopy tytanu beta już są stosowane na endoprotezy, podobnie jak stopy tytanu alfa+beta. A zwiększenie twardości to rzecz normalna i nic nadzwyczajnego, gdy dodajemy dodatki stopowe do metalu. 
 

Portret użytkownika blabla

"Hmm tok myślenia wydaje się

"Hmm tok myślenia wydaje się być poprawny, ale nie jest..."
Ok, więc warto poprawić. To nie religia, bo gdzieś napisano.
Tak na prawdę to może jest twardości złota? A miało osiągnąć twardość gipsu, tak więc już jest kilkukrotnie większa twardość.
Ten news praktycznie nic nie mówi.
 
@Metalurg - wiadome jest, że nie znany jest żaden pierwiastek ani struktura, która była by twardsza 4 razy bardziej od tytanu. Jest to niemożliwe i prawdopodobnie nie uda się nic takiego uzyskać (chyba, że wzmocnienie struktury jakąś wiązką), jednak mój komentarz dotyczył właśnie błędu - nie chodzi o tłumaczenie, tylko o to, że nie news nic tak na prawdę nie podaje konkretnego.

Portret użytkownika John Moll

Tak podają w

Tak podają w źródle:

"...making titanium-3-gold at relatively high temperature produces an almost pure crystalline form of the beta version of the alloy — the crystal structure that’s four times harder than titanium. At lower temperatures, the atoms tend to arrange in another cubic structure — the alpha form of titanium-3-gold. The alpha structure is about as hard as regular titanium."

Skomentuj