Prvi metal koji zadržava krutost pod temperaturom

Istraživači sa Sveučilišta u Hong Kongu slučajno su otkrili prvu leguru koja zadržava svoju krutost umjesto da omekša kako temperatura raste. Doista, čini se da Elinvar postaje tvrđi kako se temperature približavaju 1000 K (727°C), a nije otkriveno da se drugi poznati metali ponašaju na ovaj način.

Do sada se smatralo da svi metali omekšaju kako im temperatura raste zbog toplinskog širenja, ali ova kemijski složena nova legura, raspoređena u jedinstvenu, izrazito izobličenu strukturu rešetke, ne slijedi to pravilo. Doista, čini se da njegov modul elastičnosti raste kako temperature postaju sve veće. Tamo gdje drugi metali počnu omekšavati, Co25Ni25(HfTiZr)50 ili "legura Elinvar visoke entropije" postaje čvršća. Tim je to nazvao "Elinvarov efekt".

"Kada se ova legura zagrije na 1000 K, tj. 726,85 °C, ili čak i više", kaže profesor Yang Yong s CityU-ovog Odjela za strojarstvo, "ona je kruta ili čak malo čvršća nego što je na sobnoj temperaturi, i širi se bez ikakvog značajnijeg faznog prijelaza. To mijenja naše znanje iz udžbenika, jer metali obično omekšaju kada se šire pod zagrijavanjem".

Uz Elinvarov učinak, ovaj metal također pokazuje granicu elastičnosti od oko 2 posto na sobnoj temperaturi.  Morate uložiti puno energije da biste ga deformirali, nakon čega će se deformirati otprilike dvostruko više nego konvencionalna kristalna legura prije nego što dođe do trajne deformacije. Dakle, izuzetno je elastičan, sposoban pohraniti veliku količinu elastične energije.

"Budući da elastičnost ne rasipa energiju i stoga neće stvarati toplinu, što može uzrokovati kvar uređaja, ova superelastična legura bit će korisna u visoko preciznim uređajima, kao što su satovi i kronometri," kaže profesor Yang. "Znamo da se temperatura na površini Mjeseca, na primjer, kreće od 122°C do -232°C. Ova legura će ostati čvrsta i netaknuta u ekstremnom okruženju, pa bi se vrlo dobro uklopila u buduće mehaničke kronometre koji rade unutar širokog raspona temperatura tijekom svemirskih misija."

Demonstraciju elastičnosti nove legure možete vidjeti u ovom videu.