Các kỹ sư tại Đại học Purdue của Mỹ vừa công bố phát minh một loại hợp kim coban - nhôm mới với độ bền vượt trội, gấp 6-10 lần thép thông thường, nhưng vẫn duy trì được độ dẻo đáng kinh ngạc lên tới 15% dưới áp lực. Thành tựu này được kỳ vọng sẽ giải quyết nhược điểm cố hữu của hợp kim liên kim loại, vốn rất cứng nhưng dễ giòn và nứt vỡ.
Diễn biến chi tiết
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances, tập trung vào việc khắc phục tính giòn của các hợp chất liên kim loại – những vật liệu có cấu trúc tinh thể có trật tự, mang lại độ cứng, khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn cao. Để đạt được đột phá này, nhóm nghiên cứu đã thay đổi cấu trúc ở cấp độ hiển vi của vật liệu. Họ tạo ra nhiều “sai lệch” có kiểm soát và bổ sung các vùng chuyển tiếp đặc biệt bên trong hợp kim. Khi vật liệu chịu lực, các vùng này giúp phân tán ứng suất, từ đó cho phép hợp kim biến dạng thay vì nứt gãy đột ngột.
Kết quả thử nghiệm cho thấy hợp kim mới đạt giới hạn độ bền lên tới 6 gigapascal (GPa), một con số ấn tượng so với thép phổ biến. Điều đáng chú ý là, mặc dù cực kỳ bền, vật liệu vẫn chịu được mức biến dạng dẻo khoảng 15% dưới lực nén ở nhiệt độ phòng. Đây là một đặc tính hiếm có đối với các hợp kim liên kim loại truyền thống.
Tác động & Nhận định
Vật liệu mới này có tiềm năng cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp quan trọng. Nó có thể mở đường cho việc chế tạo:
- Cánh tuabin và động cơ máy bay có khả năng chịu nhiệt độ và áp lực cực lớn, nâng cao hiệu suất và độ an toàn.
- Các thiết bị năng lượng tiên tiến với tuổi thọ và độ bền cao hơn.
- Ứng dụng trong xây dựng, giao thông vận tải và các ngành công nghiệp đòi hỏi vật liệu siêu bền, nhẹ.
Phát minh này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế to lớn mà còn thúc đẩy sự đổi mới trong lĩnh vực khoa học vật liệu, tác động tích cực đến chuỗi cung ứng toàn cầu và mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng công nghệ cao. Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là phát triển công nghệ này ở quy mô lớn hơn để đưa vào ứng dụng thực tế.