Trung Quốc công bố phát minh đột phá: Tạo ra vật liệu ‘bền chưa từng có’, đặc biệt rẻ, không thể thiếu trong những ngành của tương lai

Quy trình đơn giản, tiết kiệm chi phí nhưng tạo ra các vật liệu có thể dễ dàng ứng dụng trong vận tải, hàng không vũ trụ.

Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một kỹ thuật giúp cho hợp kim nhôm có khả năng chịu nhiệt cao hơn, cải thiện mặt hạn chế của kim loại nhẹ này. Đây vốn là thành phần quan trọng trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ và vận tải.

Hợp kim nhôm được biết đến với mật độ thấp, độ bền đặc biệt cao và khả năng chống ăn mòn. Nhưng cho đến nay, khả năng chịu nhiệt của chúng tương đối hạn chế. Các hợp kim nhôm truyền thống thường chịu được mức nhiệt độ khoảng 350 độ C. Đến ngưỡng 400 độ C, tính chất cơ học của loại vật liệu này sẽ nhanh chóng bị suy giảm, hạn chế khả năng sử dụng chúng trong thiết kế hàng không vũ trụ.

Bằng cách bổ sung các hạt nano vào hợp kim nhôm thông thường, các nhà khoa học từ trường khoa học và kỹ thuật vật liệu tại Đại học Thiên Tân (TJU) đã tạo ra một hợp kim nhôm bền chắc hơn, có thể hoạt động tốt ngay cả ở nhiệt độ cao hơn nhiều.

Trong một thông cáo chính thức hồi đầu tháng này, TJU cho biết hợp kim nhôm mới này có độ bền gấp hơn 6 lần so với hợp kim nhôm truyền thống và vượt mọi vật liệu làm từ nhôm tốt nhất được ghi nhận trên toàn thế giới.

Trưởng nhóm nghiên cứu He Chunnian cho biết: “Quy trình sản xuất này đơn giản, tiết kiệm chi phí và dễ dàng mở rộng quy mô cho sản xuất công nghiệp, khiến nó có giá trị cao cho các ứng dụng công nghiệp”.

Vị chuyên gia nghiên cứu cho biết thêm rằng nhóm đang hợp tác với các tổ chức nghiên cứu và lãnh đạo ngành để thúc đẩy sự phát triển của hợp kim nhôm chịu nhiệt, ứng dụng trong động cơ hàng không, đồng thời hy vọng vật liệu này sẽ sớm được sử dụng trong công nghiệp.

Nghiên cứu được công bố vào ngày 26/4 trên tạp chí Nature Materials.

Như đã nhắc phía trên, khả năng chịu nhiệt của hợp kim nhôm được cải thiện bằng cách kết hợp với các hạt nano oxit có độ ổn định cao. Ngoài chi phí rẻ, các hạt có nhiệt độ nóng chảy trên 1.000 độ C còn có độ bền vượt trội, tính dẫn nhiệt, khả năng chịu nhiệt, chống oxy hóa và chống ăn mòn.

Quá trình kết hợp các hạt nano vào hợp kim để tạo ra hợp kim tăng cường phân tán oxit (ODS) đã mang lại nhiều hứa hẹn. Vào năm 2022, NASA tiết lộ một phương pháp tương tự để sản xuất Hợp kim Nasa GRX-810 gốc niken, có thể chịu được nhiệt độ 1.093 độ C.

Theo trang web của NASA, phương pháp này đã cải thiện đáng kể độ bền của các bộ phận sử dụng trong ngành hàng không và thám hiểm không gian, mang lại hiệu quả tốt hơn và lâu dài hơn.