การตัดที่เหนือธรรมดา: การตัดเฉือนที่ใช้เทคโนโลยีต่ำทำให้ได้โครงสร้างนาโนที่เป็นเจ้าข้าวเจ้าของ

สว่าน เครื่องกลึง และเครื่องกัดผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ร้านขายเครื่องจักรทิ้งเป็นขยะหรือละลายเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ การศึกษาใหม่พบว่าการตัดแต่งเหล่านี้มักจะจบลงด้วยโครงสร้างระดับจุลภาคที่มีเนื้อละเอียดและแข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่งเทียบเท่ากับวัสดุไฮเทคราคาแพงหยุดการกระทำ เศษทองแดงเนื้อละเอียด (ด้านบน) ถูกสร้างขึ้นเมื่อเครื่องมือกลไถเข้าไปในชิ้นส่วนทองแดงจำนวนมาก (บริเวณแนวนอนด้านล่าง) โครงสร้างที่ละเอียดกว่าของชิปทำให้ยากขึ้น (ตัวเลขที่สูงกว่า) กว่าชิ้นส่วนที่ชิปโผล่ออกมา

ที. บราวน์ ET AL./J. แม่ ความละเอียด

เนื่องจากการมีอยู่ของโครงสร้างแข็งนี้ทำให้วัสดุมีความแข็งแรงเป็นพิเศษและทนทานต่อการสึกหรอ นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจึงหาวิธีที่ราคาถูกและง่ายในการเหนี่ยวนำให้เกิดเป็นโลหะและโลหะผสมมานานแล้ว ตอนนี้ดูเหมือนว่าบริษัทต่างๆ สามารถบรรลุเป้าหมายนี้ในระดับอุตสาหกรรม และมีค่าใช้จ่ายเพียงหนึ่งในร้อยของวิธีการปัจจุบัน วิศวกรอุตสาหกรรม W. Dale Compton จาก Purdue University ใน West Lafayette, Ind กล่าว

หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ

หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี

ที่อยู่อีเมล*

ที่อยู่อีเมลของคุณ

ลงชื่อ

นั่นสามารถเปิดประตูสู่การใช้โลหะที่ได้รับการปรับปรุงอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่มีความต้องการสูง สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงเกียร์และเพลาสำหรับรถยนต์ เครื่องบิน และเครื่องจักรกลการเกษตร รวมถึงปลอกสำหรับกระสุนเจาะเกราะ คอมป์ตันกล่าว เขาและเพื่อนร่วมงานของ Purdue รายงานสิ่งที่ค้นพบในวารสารJournal of Materials Research ฉบับเดือน ตุลาคม

ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ โลหะจะมีลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ เม็ดเหล่านี้เป็นผลึกโลหะขนาดเล็กที่มีรูปร่างและทิศทางต่างกัน นักวิทยาศาสตร์ทราบมาอย่างน้อย 40 ปีแล้วว่าการยืดโครงสร้างภายในของโลหะจะทำลายหรือทำให้เม็ดคริสตัลเหล่านั้นหดตัว การหดตัวนั้นจะทำให้โลหะแข็งและแข็งแรงขึ้น ทุกวันนี้ นักวิทยาศาสตร์มักเรียกโครงสร้างที่เกิดขึ้นว่า “ผลึกนาโน” เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของธัญพืชมักวัดได้หลายร้อยนาโนเมตรหรือน้อยกว่านั้น

ด้วยความสงสัยว่าการตัดแต่งอาจน่าสนใจกว่าที่นักโลหะวิทยาเคยเชื่อ คอมป์ตันและเพื่อนร่วมงานของเขาจึงขัด สลัก และตรวจสอบเศษโลหะและโลหะผสมต่างๆ “ดูเถิด เรามองดูพวกมันและเห็นว่าเป็นผลึกระดับนาโน” Srinivasan Chandrasekar สมาชิกทีมวิจัยเล่า วิศวกรยังวัดความแข็งของเศษโลหะได้ถึง 3 เท่าของชิ้นโลหะหลัก

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

ไม่ใช่เรื่องใหม่ที่การตัดเฉือนจะเปลี่ยนคุณสมบัติของโลหะ แอนโธนี จี. อีแวนส์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย แซนตาบาร์บาราให้ความเห็น อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครเชื่อมต่อกับโครงสร้างนาโนคริสตัลไลน์ได้ “มันต้องการเพียงใครสักคนที่ฉลาดพอที่จะขุดมันออกมา” เขากล่าว

ในการสร้างผลิตภัณฑ์จริงจากการตัดแต่ง ผู้ผลิตจะบดเป็นผงแล้วเผาผงที่ได้เป็นส่วนๆ ซึ่งเป็นกระบวนการที่จะรักษาโครงสร้างผลึกระดับนาโนไว้ นอกจากอาจนำไปสู่กระบวนการทางอุตสาหกรรมใหม่แล้ว นักวิจัยของ Purdue ยังกล่าวอีกว่า การค้นพบนี้อาจเป็นแรงบันดาลใจให้โรงงานและร้านขายเครื่องจักรแสวงหาตลาดใหม่สำหรับการตัดแต่งโลหะของพวกเขา

Credit : เว็บตรง