Развитие новых высокоэффективных материаловЭтот метод идеально подходит для так называемых сплавов высокой энтропии – материалы, которые недавно были очень интересны для исследователей. В отличие от традиционных сплавов, они не состоят из одного главного элемента и нескольких дополнительных элементов в более низких концентрациях, а скорее однородной смеси нескольких элементов.«Эти сплавы составляют новый ресурс для новых материалов.
С почти неограниченным количеством различных существенных комбинаций довольно вероятно, что материалы будут обнаружены, которые превосходят текущие материалы относительно определенных свойств», говорит Людвиг. Решающий фактор – то, что сплавы остаются стабильными и не распадаются в отдельные компоненты, даже если они выставлены тепловому или химическому напряжению во время применения. «Поэтому этот метод так важен», добавляет Людвиг. «Это может использоваться для тестирования потенциальных кандидатов на уровне атомов в коротком промежутке времени».Комбинация методов – ключДо развертывания в промышленном применении любой недавно развитый материал должен быть проверен относительно различных параметров, например его температурное сопротивление и чувствительность окисления.
Чтобы ускорить эти тесты, группы из Бохума развивали комбинацию нескольких методов.Они применили сложный сплав как слой с толщиной просто нескольких нанометров к 36 тщательно маленьким подсказкам. С этой целью они развернули метод смещения распылителя, чтобы внести определенное отношение смеси пяти металлов к подсказкам одновременно.
В таким образом прикладных слоях металлы могут реагировать друг с другом очень быстро. Авторы называют систему комбинаторной платформой обработки.Предоставление миллионов видимых атомовВпоследствии, исследователи выставили отдельные подсказки различным типам напряжения и использовали Томографию Атомного зонда, чтобы характеризовать состав слоя после каждого воздействия напряжения.
Технология облегчает и трехмерную визуализацию миллионов атомов и различие между различными элементами.Томография Атомного зонда разрушает образец в месте, где это было проверено; следовательно, по крайней мере один покрытый наконечник израсходован за измерение. Однако, поскольку у них было 36 идентичных подсказок в их распоряжении, исследователи смогли выполнить много тестов в близкой последовательности.Выбор проверить на различные свойства
В первом шаге, например, они подали тепло к образцу, пока это не достигло определенной температуры; тогда они использовали атомный зонд, чтобы проверить, какой эффект тепловое напряжение имело на сплав, поданное тепло еще раз, чтобы достигнуть более высокой температуры, проверил сплав снова и т.д. «Используя этот метод, мы можем очень быстро сказать, что проанализированный сплав распадается в несколько различных фаз при температурах выше 300 градусов по Цельсию», говорит Людвиг. «Кроме того, мы в состоянии исследовать его чувствительность окисления и реакции в различных окружающих СМИ». На основе всесторонних данных об измерении и новых методов визуализации для этих данных, исследователи могут таким образом получить схватывание эволюции фазы в сложных сплавах в намного более коротком промежутке времени, чем с традиционными методами.