Araştırmacılar seramiği daha sert ve çatlamaya karşı daha dayanıklı hale getirmenin bir yolunu keşfettiler. California San Diego Üniversitesi mühendisleri dış kabuklarında daha fazla elektron bulunan metal atomlarının bir karışımını kullanarak daha yüksek düzeyde dayanıklılık elde ettiler.
Seramik, son derece yüksek sıcaklıklara dayanma, korozyona ve yüzey aşınmasına karşı direnç gösterme ve hafif profilleri koruma gibi birçok avantaja sahip. Bu özellikleri seramiği havacılık sektörü ve motorlara yönelik koruyucu kaplamalar gibi çeşitli uygulamalar için uygun hale getiriyor. Stres altında kolayca kırılabilir olması ise dezavantaj yaratıyor. Ama şimdi araştırmacılar seramiğin kırılmasını zorlaştıracak bir çözüm buldular. Bu konudaki “Refrakter yüksek entropili karbürlerin kırılma direncini kontrol etmek için anahtar parametre olarak değerlik elektron konsantrasyonu” başlıklı çalışma yakın zamanda Science Advances'te yayınlandı.
Yüksek entropili karbürler olarak bilinen bir seramik sınıfının örnekleri.
UC San Diego Nanomühendislik bölümünden Prof. Kenneth Vecchio tarafından yürütülen çalışma, yüksek entropi karbürler olarak bilinen bir seramik sınıfına odaklanıyor. Bu malzemeler, periyodik tablonun dördüncü, beşinci ve altıncı sütunlarındaki birden fazla metal elementle bağlanmış karbon atomlarından oluşan oldukça düzensiz atomik yapılara sahip. Bu metaller titanyum, niyobyum ve tungsten gibi elementler içeriyor. Araştırmacılar, seramiğin dayanıklılığını arttırmanın anahtarının, daha yüksek sayıda değerlik elektronu nedeniyle periyodik tablonun beşinci ve altıncı sütunlarında yer alan metallerin kullanılmasında yattığını buldular.
Şimdi asıl zorluk ticari uygulamalara yönelik bu dayanıklı seramiklerin üretimini artırmakta yatıyor. Bu, havacılık bileşenlerinden biyomedikal implantlara kadar yüksek performanslı seramik malzemelere dayanan teknolojilerin dönüştürülmesine yardımcı olabilir.
Çalışmanın detaylarına https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi2960 adresinden ulaşılabilir.
Comments