Gvožđe je jedan od najzastupljenijih metala na Zemlji i njegova transformacija u čelik čini ga jednim od najkorisnijih. Sa primenom u gotovo svakom domenu proizvodnje i tehnologije građenja, čelik je materijal na kojem je izgrađena struktura modernog društva. U poslednjih nekoliko godina, međutim, teška i nezgrapna priroda čelika je vodila ka lakšim ali krhkijim legurama za njegovu zamenu. Međutim, sada je tim inženjera napravio leguru čelika koja bi trebala biti jeftinija za proizvodnju od konkurentskih legura, dok je sa druge strane izuzeno jaka i nije krta. Istraživači veruju da bi nova legura čelika mogla biti uključena u sve, od motornih vozila i svemirskih letelica do alata i oklopa.
Multidisciplinarni tim sa Kalifornijskog univerziteta u San Dijegu (UC SanDiego), Univerziteta Južna Karolina (USC) i Kalifornijskog instituta za tehnologiju (CIT) stvorio je novi amorfni metal nazvan „SAM2X5-630“ pomoću metalik staklenih matričnih kompozita (MGMC) da bi zamenili broj atoma u standardnoj strukturi čelika. U stvari, ova mešavina materijala stvara novu verziju čelika koji ima neverovatnu otpornost na udar, ali i mogućnost da se vrati u prvobitnu formu, a ne da se savija kao što to običan čelik čini pod visokim pritiskom.
U stvari, prema istraživačima, nova čelična legura može da izdrži pritisak od preko 12,5 giga-paskala (više od 1,8 miliona psi ili oko 125.000 atmosfere) bez trajne deformacije. Ovo je do sada najveća zabeležena granica elastičnosti za bilo koju leguru čelika. Inženjeri iz USC testirali su leguru bombardirajući uzorak materijala sa 34 mm (1,3 in) ispaljujući u bakarnu ploču iz pomorskog pištolja na 500 do 1.300 m/s (1.640 - 4.265 fps). Materijal se malo deformisao na početne udarce ali se vratio odmah nakon toga.
„Činjenica je da se novi materijal ponaša tako dobro pod opterećenjem što je vrlo ohrabrujuće i što bi trebalo da dovede do mnogo budućih mogućnosti u istraživanjima“, rekla je profesor Veronica Eliasson iz Kancelarije za svemir („Department of Aerospace“) i Mašinskog fakulteta USC.
Oglas
Potragu za sve raznovrsnijim legurama čelika pokreće ne samo obilje gvožđa i niska cena, već i činjenica da je čelik izuzetno otporan metal na habanje koji daje niz izuzetno korisnih legura kada se pomeša sa drugim materijalima. Značajno je stvaranje alata od čelika dodavanjem vanadijuma, izrada nerđajućeg čelika dodavanjem hroma, pa čak i verzije korištenjem aluminijuma i nikla koje čine čelik laganim i jakim kao titanijum.
U slučaju „SAM2X5-630“, dodatak MGMC sa mešovitim metalnim prahom pomogao je u postizanju izuzetne tvrdoće materijala pri zagrevanju. Za kreiranje čvrstog metala, proces koji se koristi se zove „spark plasma“ sinterovanje, gde se prah stavlja u grafitni kalup pod pritiskom do 100 mega-paskala (oko 1.000 atmosfere ili oko 14.500 psi) i zagreva na temperaturi od oko 1.165°F (630°C), a električna struja više od 10.000 ampera ide kroz nju. Prema istraživačima, ova tehnika omogućava uštedu u vremenu i energiji.
„Možete proizvesti materijale za koje obično treba više sati u industrijskom okruženju za samo nekoliko minuta“, rekla je profesor Olivia Graeve iz Jacobs School of Engineering sa Kalifornijskog univerziteta u San Dijegu. „Pošto su ovi materijali dizajnirani da izdrže ekstremne uslove, mogu se obrađivati pod ekstremnim uslovima veoma uspešno.“
Nastavljajući istraživanje sa ciljem da materijali još više budu otporni na udarce, tim smatra da bi otpornost nove legure bila idealna u ezoterične svrhe poput kućišta satelita koje štiti od velike brzine mikrometeoritskog uticaja, kao i u vojne svrhe za kreiranje oklopa koji bi jednostavno mogao da se vrati u prvobitan oblik nakon dobijanja udarca tj. pogotka ili čak u svakodnevnim situacijama u stvaranju burgija koje se ne lome tako lako kao tradicionalne.
Rezultati ovog istraživanja su nedavno obavljeni u časopisu Nature.
U kratkom video ispod prikazana su ispitivanja nove legure čelika.
