En rigtigt konstrueret flyvinge holder i mange år, selv om man ud af flyets ruder kan se hvordan den bøjes op og ned ustandseligt, når flyet er i luften. Vi kan ferielæsse bilen til bristepunktet, så den hænger fælt med bagenden. Men når feriebagagen tages ud, retter bilens metalfjedre sig, og bilen hæver sig til sit oprindelige niveau. Desværre går det ikke på samme måde hvis bilen ramler sammen med en anden bil. Så får begge biler buler og skal en tur til pladesmeden for at blive rettet ud igen.
Det er nogen af de modstridende fænomener almindelige mennesker kan observere ved metaller, egenskaber der netop er med til at gøre metaller til værdifulde konstruktionsmaterialer også i fremtiden.
I 4D-centret på Risø forsker man i metallers grundlæggende egenskaber. En forskning der kan gøre biler, fly, maskiner og andre metalkonstruktioner lettere og stærkere.
Centret har lige fået offentliggjort to artikler i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Science, og de bekræfter, at der stadig er masser af overraskelser når man studerer metallers opbygning og funktion. Ny viden der vil skabe langt bedre muligheder for at bruge metaller i fremtidens nye teknologier.
Forskerne studerer metallerne på atomart niveau for at forstå hvordan de små metalkorn ændrer sig, når metallet valses, standses ud og svejses sammen til fx en flyvinge og hvordan den færdige vinge vil opføre sig ved dagligt hårdt slid.
Større viden om metalkorns opførsel gør metalkonstruktioner lettere
Den ene artikel handler om hvordan forskerne med såkaldt hårde røntgenstråler som lyskilde har taget en serie enestående snapshots af hvad der sker inde i metallet mens det bliver deformeret.
Med røntgenlys er det muligt at følge hvordan defekter i de enkelte metalkorn omorganiserer sig når metallet fx standses ud. Denne indsigt kan bruges til at fremstille metalkomponenter med større præcision, fx spare materiale og dermed vægt uden det går ud over styrken.
Artiklen af Jakobsen, B. et al. ”Formation and Subdivision of Deformation Structures During Plastic Deformation” er offentliggjort i Science vol. 312, no. 5775, pp. 889-892. Se abstract her.
Metal struktureret på nanoskala skal forarbejdes omvendt af andre metaller
Den anden artikel ser på metalpartikler på nanoskala. Her er det lykkedes forskerne at vise, at når metalkornene bliver tilstrækkeligt små, opfører de sig faktisk lige modsat af hvad der sker med større metalkorn.
Den viden kan bruges til at færdigforarbejde nanostrukturerede metaller. Deres fordel er at de er ekstremt stærke, men ulempen er at de er svære at formgive, hvilket nedsætter deres anvendelsområde.
Nu viser Risø-forskernes resultater, at man bare skal behandle nanostrukturerede metaller stik modsat af hvad man ville gøre med almindeligt metal, så opnår man styrkefordelen samtidig med at de nanostrukturerede metaller bliver til at have med at gøre i fremstillingsprocessen.
Artiklen af Huang, X. et al. ”Hardening by Annealing and Softening by Deformation in Nanostructured Metals” er offentliggjort i Science vol. 312, no. 5771, pp. 249 - 251. Se abstract her.
Yderligere information:
Forskningsprofessor Henning Friis Poulsen, 4677 5739, henning.friis.poulsen@risoe.dk
Seniorforsker Xiaoxu Huang, 4677 5755, xiaoxu.huang@risoe.dk
Seniorforsker Wolfgang Pantleon, 4677 5791, wolfgang.pantleon@risoe.dk
|