Khi sử dụng một kỹ thuật để thiết kế các cấu trúc theo tỉ lệ nano, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một hợp kim nhôm vừa có độ bền như thép vừa có độ dẻo để kéo dãn và không bị đứt gãy khi bị nén.
Thực hiện dự án chế tạo hợp kim nhôm siêu bền gồm có tiến sĩ Yuntian Zhu, giáo sư khoa học vật liệu đại học Bắc Carolina cùng các cộng sự đến từ đại học Sydney (Úc), đại học California Davis và đại học kỹ thuật hàng không Ufa (Nga).
Ông cho biết, nhôm hợp kim có các yếu tố cấu trúc rất độc đáo. Khi được kết hợp để tạo thành dạng cấu trúc phân tầng theo các tỉ lệ nano, nhôm hợp kim trở nên rất bền và dễ uốn.
Chế tạo thành công nhôm hợp kim có độ bền như thép
Theo nhóm nghiên cứu, điều quan trọng là kỹ thuật trên có thể áp dụng với nhiều loại kim loại khác nhau và họ cũng dự định sẽ thử gia tăng độ bền cho magie – một kim loại nhẹ hơn nhôm nhưng có thể được dùng để chế tạo các loại áo giáp với độ bền, dẻo và nhẹ cho binh lính.
Nhôm hợp kim cũng bao gồm các khối kết cấu rất nhỏ được gọi là các “thớ”. Chúng nhỏ hơn sợi tóc người hàng ngàn lần, mỗi thớ là một tinh thể có kích thước bé hơn 100nm. Giáo sư Zhu cho biết: thớ càng nhỏ thì kim loại càng bền, bên cạnh các tinh thể hoàn hảo hay các thớ hoàn hảo thì chúng cũng tồn tại rất nhiều dạng khiếm khuyết. Các tinh thể nano bị khiếm khuyết sẽ bền hơn các tinh thể toàn diện.
Ứng dụng của nhôm hợp kim
Nhôm hợp kim là dòng sản phẩm quan trọng trong các sản phẩm được sản xuất từ nhôm. Nhôm và hợp kim của nhôm đứng thứ hai (sau thép) về sản xuất và ứng dụng. Điều này do hợp kim nhôm có các tính chất phù hợp với nhiều công dụng khác nhau, trong một số trường hợp ứng dụng của hợp kim nhôm không thể thay thế được như trong công nghệ chế tạo máy bay và các thiết bị ngành hàng không khác.
Hợp kim nhôm nhận được nhiều ưu đãi và sử dụng rộng rãi trong các cấu trúc kỹ thuật và các thành phần trọng lượng nhẹ, yêu cầu khả năng chống ăn mòn: ngành hàng không vũ trụ, quân sự, viễn thông, giao thông vận tải, sản xuất máy móc, chế tạo cơ khí, xây dựngvà các ngành công nghiệp khác.
Các loại vỏ phủ nhôm đôi khi được dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhờ vào đặc tính hấp thụ bức xạ điện từ của Mặt Trời tốt, mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp.
- Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.)
- Đóng gói (can, giấy gói, v.v)
- Xử lý nước
- Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván, v.v; tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính dùng làm dây dẫn phần cuối cùng của các mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng)
- Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp, v.v)
- Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của đồng, nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lượng và rẻ tiền hơn)
- Nhôm dương cực hóa là ổn định hơn đối với sự ôxi hóa, và nó được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của xây dựng.
- Phần lớn các bộ tản nhiệt cho CPU của các máy tính hiện đại được sản xuất từ nhôm vì nó dễ dàng trong sản xuất và độ dẫn nhiệt cao.
- Ôxít nhôm, alumina, được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng corunđum, emery, ruby và saphia và được sử dụng trong sản xuất thủy tinh. Ruby và saphia tổng hợp được sử dụng trong các ống tia laser để sản xuất ánh sáng có khả năng giao thoa.
- Sự ôxi hóa nhôm tỏa ra nhiều nhiệt, nó sử dụng để làm nguyên liệu rắn cho tên lửa, nhiệt nhôm và các thành phần của pháo hoa.
- Phản ứng nhiệt nhôm dùng để điều chế các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (như crôm Cr Vonfarm W…)
