Исследователи часто сталкиваются с дилеммой: сплавы либо прочны, либо пластичны, особенно при низких температурах. В условиях, подобных межзвездному пространству (-270°C) или земным криогенным технологиям (сверхпроводимость, хранение биообразцов), металлы обычно становятся хрупкими — выдерживают нагрузку, но не растяжение или деформацию. Пластичность, как у золота (которое можно раскатывать в тонкие листы), — редкость.
В новом исследовании (журнал Nature) физики разработали сплав на основе кобальта, никеля и ванадия, сохраняющий прочность и пластичность до -186°C (87 K). Они создали инновационный метод: формирование двух типов атомных структур внутри сплава.
- Химическая структура: субнанометровые островки упорядоченных атомов, возникающие под воздействием температуры.
- Механическая структура: нанометровые зоны дальнего порядка.
Это сочетание позволяет атомам самоорганизоваться на разных масштабах, преодолевая традиционные ограничения.
Сплав обещает революцию: в аэрокосмической отрасли — для прочных космических аппаратов; на Земле — для труб и резервуаров сжиженного газа. Метод применим к другим сплавам.
«Наши результаты подчеркивают влияние дуплексного химического упорядочивания на механические свойства сложных сплавов и предлагают руководства для управления этими состояниями для криогенных применений», — отмечает Шань-Дун Ту, соавтор исследования.
(a) ПЭМ-изображение сплава CoNiV-AlTi при криогенной температуре и 30 процентной деформации. Желтым — высокая плотность микрополос сдвига; (b) ПЭМ-изображение и (c) соответствующее сформированное обратным преобразованием Фурье изображение области с изображения (a). Выделены полосы скольжения, состоящие из дефектов упаковки внутри микрополос сдвига, и разрушение этими дефектами дальнего порядка в структуре. Это указывает на то, что скольжение дислокаций через упорядоченную кристаллическую решётку в процессе деформации вызывает постепенный переход «порядок-беспорядок»; (d) Схематическая диаграмма, иллюстрирующая механизм пластической деформации в сплаве CoNiV-AlTi. Синим — дальний порядок, зеленым — ближний порядок, фиолетовым — полосы скольжения, черным — размножение дислокаций, голубым — образовавшиеся микрополосы, красным — дефекты упаковки. / © Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09458-1
Дополнительная информация: https://www.nature.com/articles/s41586-025-09458-1
Источник: https://naked-science.ru/article/physics/plasticity-alloy-low-temp