Новый способ усилить металл: отверстия сделали золото в два раза крепче

Обычно отверстия в металле — это признак слабости. Но что, если они, наоборот, делают его крепче? Китайские учёные пошли против правил и доказали: наноотверстия — не дефект, а преимущество.

Исследователи создали золото с равномерно распределёнными пустотами. Причём не случайными, а тщательно выверенными: диаметр каждой — около 30 нанометров. Эти отверстия получились после удаления серебра из сплава, а затем металл подвергли сжатию и нагреву до 424,85 °C. Цель — добиться закрытой пористой структуры.

Прочность на уровне фантастики

Чтобы понять, как это повлияло на свойства металла, образцы с разными порами (от 18 до 180 нм) подвергли растяжению. Оказалось, чем мельче отверстия, тем выше прочность. Но и самые "дырявые" куски оказались крепче обычного золота.

Предел текучести у обработанных образцов вырос почти на 107%, а соотношение прочности к весу — на 118%, при добавлении всего 5% пустот.

Более того, крупные поры иногда повышали и пластичность — то есть металл не просто стал сильнее, но и лучше деформировался без разрушения.

Почему это работает

Обычные пористые металлы хрупкие — трещины легко распространяются из-за неравномерности структуры. В этом случае пустоты распределены чётко и равномерно, напряжение не концентрируется в одном месте. Это и стало ключом к успеху.

Наилучшее сочетание прочности и пластичности достигается при диаметре пор от 101 до 102 нм. Это своего рода золотая середина, при которой материал сохраняет гибкость и получает максимум прочности.

Будущее — за перфорированными металлами

Учёные называют новую технологию созданием компонентов с нулевой массой. Отверстия облегчают металл до 10%, но при этом улучшают его характеристики.

В перспективе такое "дырявое" золото может найти применение в электронике — например, для улучшения контактов. В планах также — адаптация метода для меди, более дешёвой и распространённой.

Уточнения

Зо́лото (химический символ — Au, от лат. Aurum) — элемент 11 группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы первой группы) шестого периода периодической системы химических элементов с атомным номером 79.