Autoforum

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

Novým kov je hořčík s nanočásticemi karbidu křemíku. Je lehký jak hořčík, má lepší vlastnosti a nebude drahý.

Tým výzkumníků z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA) vyvinul nový kov na bázi hořčíku, který je extrémně pevný, ale také lehký a pružný a s velmi dobrým poměrem pevnosti k hmotnosti. Je to v podstatě hořčík s nanočásticemi karbidu křemíku a jedním z možných využití je také stavba strukturálních částí automobilu, tedy např. prostorových rámů karoserie.

Klíčovým pro tento objev bylo nalezení nového způsobu, jak v kovu v kapalném skupenství rovnoměrně rozptýlit nanočástice. Totiž, už delší dobu je známo, že malé částice keramických materiálů v kovu můžou zlepšit jeho vlastnosti, ovšem přimíchání mikročástic znamenalo ztrátu plasticity kovu. A nanočástice při dosud používaném způsobu smíchávání držely při sobě, nerozptylovaly se, jak je žádoucí.

„Byla teorie, že nanočástice můžou zlepšit pevnost kovů bez ztrát na plasticitě a zejména lehkých kovů jako hořčík, jenže nikdo dosud nebyl schopen rozptýlit keramické nanočástice v roztopených kovech,” vysvětluje Xiaochun Li, člen vedení tohoto výzkumu na UCLA. „Naše metoda otvírá cestu k vylepšování vlastností kovů,” dodává. Výhodou je, že hořčík je jeden z nejběžnějších prvků na Zemi - vedle vynálezů, jako je nový supermateriál Boeingu, tak nový kov s příměsemi karbidu křemíku může být relativně dostupný, i když půjde o úplnou novinku.

Hořčík je považován za nejlehčí strukturální kov, tedy takový, který může nést zátěž. Jeho hustota je asi dvoutřetinová oproti hliníku. A v novém kovu, který by správně měl být označen nanokompozitní kovový materiál, je ho 86 %. Zbylých 14 % připadá na nanočástice karbidu křemíku, extrémně tvrdý - na Mohsově stupnici má hodnotu 9,5 - keramický materiál, který se používá např. na průmyslové čepele.

Kov, ve kterém byly při pokusech rozptylovány, byla slitina hořčíku a zinku. Způsob míchání, při kterém se nanočástice v roztopeném kovu rozptýlí, využívá kinetickou energii v pohybu částic k jejich rovnoměrnému rozptýlení. Pro ještě lepší pevnost výzkumníci kov pak stlačili technikou zvanou vysokotlaký zkrut. „Výsledky, které zatím máme, jsou jen začátkem odkrývání pokladu, ležícího ve zcela nové třídě kovů s revolučními vlastnostmi,” komentuje Li a jeho budoucnost vidí v jasně růžových barvách.

Tato novinka má všechny předpoklady uspět, neboť klíčem k není drahá technologie ani exotické materiály. A využití má samozřejmě najít nejen v automobilech - bude přínosem i pro kosmonautiku, letectví a dost možná i pro mobilní komunikační zařízení. Také může znamenat pokroky v medicíně, zejména v protetice. Všude jsme ale na začátku výzkumů, až si ale v budoucnu pořídíte auto oplývající lehkostí a pevností, které bude využívat „přitvrzený hořčík”, víte, kde cesta k tomu začala...

Xiaochun Li, jeden z výzkumníků na UCLA

Zdroj: UCLA

Marek Bednář