ओहायो स्टेट अध्ययन: इंजीनियर्ड क्रिस्टल दोषों ने रसायन बदले बिना दो मिश्र धातुओं को मजबूत किया

द ओहायो स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं के नेतृत्व वाली एक टीम ने बताया कि जानबूझकर बनाए गए क्रिस्टल दोष, जो सघन व्यवस्थित नेटवर्क में सजाए गए, ने दो धातु मिश्र धातुओं को उनकी रासायनिक संरचना अपरिवर्तित रखते हुए मजबूत बनाया। यह सहकर्मी-समीक्षित अध्ययन इस सप्ताह Science में प्रकाशित हुआ, विश्वविद्यालय की समाचार विज्ञप्ति के अनुसार। सह-लेखक जर्मनी की यूनिवर्सिटी ऑफ एर्लांगन-न्यूरेमबर्ग और कैलिफोर्निया की लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी से हैं।

इस विधि में दो चरण हैं। शोधकर्ताओं ने पहले दो कोबाल्ट-आधारित सामग्रियों — एक निकल-युक्त सुपरअलॉय और एक क्रोमियम-टंगस्टन मिश्र धातु — के क्रिस्टलों को विरूपित किया, फिर सामग्री को ऊष्मा से धीरे-धीरे एजिंग की। विज्ञप्ति के अनुसार इससे संरचना के भीतर सघन, परमाणु स्तर पर पतली विशेषताएं बनीं। TechXplore द्वारा उद्धृत पेपर का शीर्षक इन्हें व्यवस्थित द्विआयामी दोष प्रावस्थाएं बताता है। ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, टीम ने मजबूती में वृद्धि को इन दोषों के आसपास परमाणुओं की व्यवस्था से जोड़ा, और विज्ञप्ति कहती है कि उस व्यवस्था को बदलने से सामग्री की मजबूती प्रभावित हो सकती है।

विज्ञप्ति के अनुसार, इस प्रक्रिया ने उच्च तापमान पर धातुओं द्वारा सहन किए जाने वाले तनाव और धीमी विरूपण या क्रीप के प्रति उनके प्रतिरोध दोनों को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाया। प्रमुख लेखक एंड्रियास बेज़ोल्ड, ओहायो स्टेट में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के एडजंक्ट सहायक प्रोफेसर, ने कहा कि परिणाम बताते हैं कि इंजीनियर्ड दोषों की एक परत पारंपरिक सामग्री डिज़ाइन को पूरक बना सकती है। उन्होंने कहा, «हम इन मजबूत करने वाली संरचनाओं को सामग्री के डिज़ाइन का जानबूझकर हिस्सा बनाना चाहते थे»। यह कार्य पहले के ओहायो स्टेट शोध पर आधारित है जिसने दिखाया था कि विरूपण के दौरान बनने वाले दोष मजबूत करने वाली परतें बन सकते हैं; विज्ञप्ति नए दृष्टिकोण को पहला बताती है जिसने इन मिश्र धातुओं को पूरी तरह समृद्ध करने वाली दोष सघनताएं पेश कीं।

सह-लेखक माइकल मिल्स, ओहायो स्टेट में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, ने कहा कि हालांकि दोष आमतौर पर क्षति से जोड़े जाते हैं, «सही संरचना और रसायन वाले सही दोष वास्तव में सामग्री को मजबूत बना सकते हैं»। विज्ञप्ति सुझाव देती है कि यह दृष्टिकोण अंततः उच्च तापमान के संपर्क में आने वाले उपकरणों के लिए उच्च-शक्ति मिश्र धातुओं के उत्पादन में उपयोग किया जा सकता है, विमान टर्बाइन इंजन और बिजली संयंत्र मशीनरी को उदाहरण के रूप में नामित करते हुए, लेकिन इसे भविष्य की संभावना के रूप में प्रस्तुत करती है। अभी के लिए, यह कहती है, टीम का योगदान इंजीनियरिंग में डिज़ाइन सिद्धांतों को व्यापक बनाना है।

ये परिणाम दो विशिष्ट मिश्र धातुओं पर एकल सहकर्मी-समीक्षित अध्ययन से आए हैं। विज्ञप्ति में औद्योगिक परीक्षणों, घटक परीक्षणों या मात्रात्मक शक्ति आंकड़ों का उल्लेख नहीं है, और व्यावहारिक उपयोग के लिए कोई समयसीमा नहीं दी गई है। वित्तपोषण अमेरिकी ऊर्जा विभाग और नेशनल साइंस फाउंडेशन से आया, अलेक्जेंडर वॉन हम्बोल्ट फाउंडेशन और ओहायो स्टेट के सेंटर फॉर इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी एंड एनालिसिस से अतिरिक्त सहायता के साथ।