Microestrutura da liga de Ni-Mo nanograpada como depositada. (A) Imagens de campo claro e (B) de campo escuro da amostra de Ni-21,5% Mo depositada. (Inserido) Um padrão de difração de área selecionada correspondente. (C) Uma imagem HRTEM da mesma amostra mostrando grãos individuais delineados por linhas tracejadas. Crédito:(c) Ciência (2017). DOI:10.1126 / science.aal5166
(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores da China e da França ajustou a dureza de metais nanogravados aplicando eletrodeposição e recozimento. Em seu artigo publicado na revista Ciência , a equipe descreve sua técnica e sugere algumas aplicações que eles acreditam que poderiam se beneficiar de tais tratamentos de metal.
Os metais normais tendem a se tornar mais duros à medida que seu tamanho de grão fica menor (conforme descrito pela relação Hall-Petch), mas o mesmo nem sempre é verdadeiro para certos metais nanogravados - eles realmente ficam mais macios. Em metais normais, o tamanho de grão menor aumenta a resistência por causa de engavetamentos entre os grãos - os engavetamentos atuam contra o deslocamento, tornando mais difícil para o metal ser dobrado ou quebrado. Mas quando o tamanho do grão está em nanoescala (de 10 a 30 nm de tamanho), as coisas mudam, porque em vez de engavetamentos, grãos às vezes podem simplesmente se mover quando estressados. Isso significa que alguns metais nanogravados podem ficar mais macios à medida que ocorre mais migração. Neste novo esforço, os pesquisadores descobriram uma maneira de manipular a migração de grãos que lhes permitiu ajustar a dureza de um metal.
A nova técnica envolvia o uso de eletrodeposição (usando eletricidade para reduzir metais dissolvidos para formar revestimentos) e recozimento (aquecimento e, em seguida, permitindo o resfriamento lento) uma amostra de níquel e molibdênio. Isso empurrou o molibdênio para os limites entre os grãos de níquel, o que evitou que os grãos de níquel migrassem sob estresse. O resultado foi um níquel metálico feito com nanograins muito mais resistente do que se fosse feito por meios convencionais.
Os pesquisadores relatam que quanto menores os grãos, quanto melhor sua técnica funcionasse, o que lhes permitiu criar várias versões sintetizadas de metais nanogravados que eram extraordinariamente duros - em alguns casos, tão duros quanto a cerâmica. Eles acreditam que sua técnica pode levar ao desenvolvimento de novos metais com dureza sem precedentes ou revestimentos que podem proteger outros materiais mais macios ou mais sensíveis. Eles observam que sua técnica permite a criação de metais com graus amplamente variáveis de dureza, variando o tamanho do grão e o grau em que a eletrodeposição é usada versus recozimento e se é sintetizado, o que dá aos fabricantes mais opções ao projetar produtos.
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