Vědci na Univerzitě Tohoku v japonském městě Sendai vyvinuli novou slitiny na bázi mědi, jejíž monokrystaly jsou schopné pružné tahové deformace o více než 4.3%, tedy až desetkrát více než je mez pružnosti pro většinu známých kovových materiálů. Slitina navíc vykazuje unikátní ‚nehookeovské‘ elastické chování, kdy s narůstající deformací výrazně klesá odpor slitiny vůči jejímu dalšímu natahování. V nejvíce deformovaném stavu má proto slitina méně než čtvrtinový modul pružnosti oproti nezatíženému stavu. Součástí výzkumného týmu byli také vědci z Oddělení ultrazvukových metod Ústavu termomechaniky, Ing. Kristýna Zoubková a doc. Ing. Hanuš Seiner, Ph.D. DSc., kteří prováděli laserově-ultrazvukovou charakterizaci elastické odezvy nové slitiny a analyzovali její anizotropii, tedy vztah mezi moduly pružnosti a směry mechanického namáhání monokrystalu.
Nová slitina je velmi pevná a odolná vůči cyklickému tepelnému namáhání. Může tak být využita například pro spoje v ohebné elektronice nebo pro výrobu pružin nové generace s násobně většími rozsahy vratných deformací. Ve vysoce deformovaném stavu se modul elasticity této slitiny rovná modulu elasticity kostní tkáně – díky tomu se nabízí i možnost jejího využití pro kostní implantáty a kloubní náhrady.
Původní vědecký článek:
Sheng Xu, Takumi Odaira, Shunsuke Sato, Xiao Xu, Toshihiro Omori, Stefanus Harjo, Takuro Kawasaki, Hanuš Seiner, Kristýna Zoubková, Yasukazu Murakami, Ryosuke Kainuma: Non-Hookean large elastic deformation in bulk crystalline metals, Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-022-32930-9
Foto: (c) Sheng Xu, Tohoku University, Sendai, Japonsko