Aithníonn Taighdeoirí MIT Bealaí chuig Cóimhiotail Tíotáiniam Níos Láidre
Déantar cur síos ar na torthaí san iris Advanced Materials, i bpáipéar le Shaolou Wei ScD '22, an tOllamh C. Cem Tasan, postdoc Kyung-Shik Kim, agus John Foltz ó ATI Inc. Tagann na feabhsuithe, a deir an fhoireann, as oiriúnú an comhdhéanamh ceimiceach agus struchtúr laitíse an chóimhiotail, agus na teicnící próiseála a úsáidtear chun an t-ábhar a tháirgeadh ar scála tionsclaíoch a choigeartú freisin.
Bhí cóimhiotail tíotáiniam tábhachtach mar gheall ar a n-airíonna meicniúla eisceachtúla, friotaíocht creimeadh, agus meáchan éadrom i gcomparáid le cruach. Trí na heilimintí cóimhiotail agus a gcion coibhneasta a roghnú go cúramach, agus ar an mbealach a phróiseáiltear an t-ábhar, "is féidir leat struchtúir éagsúla a chruthú, agus cruthaíonn sé seo clós súgartha mór duit chun teaglaim maoine maithe a fháil, le haghaidh teocht chrióigineach agus ardaithe araon," a deir Tasan.
Ach éilíonn an iliomad féidearthachtaí sin bealach chun na roghnúcháin a threorú chun ábhar a tháirgeadh a fhreastalaíonn ar riachtanais shonracha feidhmchlár áirithe. Soláthraíonn an anailís agus na torthaí turgnamhacha a bhfuil cur síos orthu sa staidéar nua an treoir sin.
Rialaíonn struchtúr cóimhiotail tíotáiniam, an bealach ar fad síos go dtí an scála adamhach, a n-airíonna, a mhíníonn Tasan. Agus i roinnt cóimhiotail tíotáiniam, tá an struchtúr seo níos casta fós, déanta suas de dhá chéim éagsúla idir-mheasctha, ar a dtugtar na céimeanna alfa agus béite.
"Is í an phríomhstraitéis sa chur chuige dearaidh seo breithniú a dhéanamh ar scálaí éagsúla," a deir sé. "Is é scála amháin struchtúr an chriostail aonair. Mar shampla, trí na heilimintí cóimhiotail a roghnú go cúramach, is féidir struchtúr criostail níos idéalach a bheith agat den chéim alfa a chuireann ar chumas meicníochtaí dífhoirmithe ar leith. Is é an scála eile an scála polycrystal, a bhaineann le hidirghníomhaíochtaí. de na céimeanna alfa agus béite, mar sin, baineann an cur chuige a leantar anseo le breithniúcháin deartha don dá rud."
Chomh maith leis na hábhair agus na comhréireanna cóimhiotalacha ceart a roghnú, bhí ról tábhachtach ag céimeanna sa phróiseáil. Tá teicníocht ar a dtugtar tras-rollta eochair eile chun an meascán eisceachtúil de neart agus insínteacht a bhaint amach, fuair an fhoireann.
Ag obair i gcomhar le taighdeoirí ATI, rinne an fhoireann tástáil ar chóimhiotail éagsúla faoi mhicreascóp leictreoin scanadh agus iad á ndífhoirmiú, ag nochtadh sonraí faoin gcaoi a bhfreagraíonn a gcuid micreastruchtúr d'ualach meicniúil seachtrach. Fuair siad amach go raibh sraith áirithe paraiméadair - comhdhéanamh, comhréireanna, agus modh próiseála - a thug struchtúr ina raibh na céimeanna alfa agus béite ag roinnt an dífhoirmithe go haonfhoirmeach, rud a mhaolaigh an claonadh scoilte is dócha a tharlóidh idir na céimeanna nuair a fhreagraíonn siad. difriúil. "Deformann na céimeanna ar aon dul," a deir Tasan. Is féidir leis an bhfreagra comhoibríoch seo ar dhífhoirmiú ábhar níos fearr a thabhairt, fuair siad.
"D'fhéachamar ar struchtúr an ábhair chun an dá chéim seo agus a mhoirfeolaíochtaí a thuiscint, agus d'fhéachamar ar a gcuid ceimicí trí anailís cheimiceach áitiúil a dhéanamh ar an scála adamhach. Ghlacamar raon leathan teicnící chun airíonna éagsúla an ábhair a chainníochtú trasna. scálaí fad il, a deir Tasan, atá ina Ollamh POSCO le hEolaíocht Ábhair agus Innealtóireacht agus ollamh comhlach miotalóireacht cóimhiotail inchomparáide."
Taighde acadúil a fuair tacaíocht ón tionscal a bhí anseo agus é dírithe ar phrionsabail dearaidh a chruthú do chóimhiotail is féidir a tháirgeadh ar scála tráchtála, de réir Tasan. "Tá an méid a dhéanaimid sa chomhoibriú seo i ndáiríre i dtreo tuiscint bhunúsach ar phlaisteacht criostail," a deir sé. "Léiríonn muid go bhfuil an straitéis deartha seo bailíochtaithe, agus léirímid go heolaíoch conas a oibríonn sé," a dúirt sé, ag tabhairt faoi deara go bhfuil spás suntasach fós le haghaidh tuilleadh feabhais.
Maidir le feidhmeanna féideartha na dtorthaí seo, deir sé, "I gcás aon fheidhmchláir aeraspáis ina bhfuil meascán feabhsaithe de neart agus de insínteacht úsáideach, tá an cineál seo aireagán ag soláthar deiseanna nua."
Thacaigh ATI Specialty Rolled Products leis an obair agus baineadh úsáid as saoráidí MIT Nano agus an Ionaid um Chórais Nanascála in Ollscoil Harvard.