Bringing order to large-scale disordered complex metal alloys: Gd2Au15−xSbxand BaAuxGa12−x

New complex metallic alloys, BaAuxGa12−xand Gd2Au15−xSbx, display entire planes of disordered atom sites, forming a set planar conformations.

Συστήματα βασισμένα σε πολύπλοκα μεταλλικά κράματα αλουμινίου

Τα πολύπλοκα μεταλλικά κράματα (Complex Metallic Alloys) αποτελούν μια νέα κατηγορία μεταλλικών υλικών που χαρακτηρίζονται από πολύπλοκη κρυσταλλική δομή και μεγάλες μοναδιαίες κυψελίδες. Εμφανίζουν ελκυστικές ιδιότητες όπως υψηλή σκληρότητα, χαμηλό συντελεστή τριβής και υψηλή αντίσταση σε οξείδωση. Παρόλα αυτά, η εφαρμογή τους είναι περιορισμένη λόγω της χαμηλής ολκιμότητας που εμφανίζουν σε θερμοκρασία δωματίου. Ένας πιθανός τρόπος να ξεπεραστεί αυτός ο περιορισμός είναι να χρησιμοποιηθούν σαν ενίσχυση σε μια όλκιμη μήτρα. Ορισμένα γνωστά πολύπλοκα μεταλλικά κράματα είναι τα Al-Cu-Fe, Al-Cu-Fe-Cr, Al-Cr-Fe, Al13Co4, Al9Co2. Στα πλαίσια αυτής της διατριβής μελετήθηκε το σύστημα Al-Al9Co2 (κράματα Al-Co). Βασική επιδίωξη αυτής της ερευνητικής προσπάθειας ήταν να μελετηθεί η επίδραση της μεθόδου παρασκευής αλλά και της σύστασης των μελετώμενων κραμάτων, στη μικροδομή και την αντίσταση σε επιφανειακή υποβάθμιση του συστήματος. Επιπρόσθετα, να προσδιοριστεί η χαμηλότερη δυνατή σύσταση κοβαλτίου που οδηγεί σε βελτιωμένη αντίσταση σε επιφανειακή υποβάθμιση. Παρασκευάστηκαν κράματα Al-Co με διαφορετικές συστάσεις (2-20 %κ.β. Co) με χύτευση, τήξη τόξου και κονεομεταλλουργία. Η μικροδομή τους αξιολογήθηκε με περίθλαση ακτίνων-Χ, οπτική μικροσκοπία και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης. Η συμπεριφορά σε διάβρωση των παραχθέντων κραμάτων αξιολογήθηκε με ποτενσιοδυναμικές πολώσεις και μετρήσεις χρονοαμπερομετρίας σε υδατικά διαλύματα 3,5% NaCl, 1M H2SO4. Επιπλέον, αξιολογήθηκε η απόκριση των κραμάτων Al-Co σε φθορά ολίσθησης. Για λόγους σύγκρισης αξιολογήθηκε η συμπεριφορά σε διάβρωση και φθορά ολίσθησης καθαρού αλουμινίου, ευρέως χρησιμοποιούμενων κραμάτων αλουμινίου και άλλων βιομηχανικών κραμάτων. Σύμφωνα με τα ευρήματα, η μέθοδος παρασκευής και η σύσταση των κραμάτων Al-Co επηρεάζουν έντονα την παρατηρούμενη μικροδομή. Σε κάθε περίπτωση, ανεξαρτήτως της μεθόδου παρασκευής και της σύστασης, τα κράματα Al-Co εμφάνισαν χαμηλή επιδεκτικότητα σε τοπικές μορφές διάβρωσης σε όλα τα εξεταζόμενα περιβάλλοντα. Επιπρόσθετα, τα κράματα Al-Co παρουσίασαν υψηλότερη αντίσταση σε φθορά ολίσθησης σε σχέση με ευρέως χρησιμοποιούμενα κράματα αλουμινίου. Αξίζει να τονιστεί ότι τα κράματα Al-Co με σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε κοβάλτιο εμφάνισαν σημαντικά βελτιωμένη αντίσταση σε επιφανειακή υποβάθμιση σε σχέση με ευρέως χρησιμοποιούμενα κράματα αλουμινίου. Έλαβε χώρα ανάλυση των μηχανισμών διάβρωσης και φθοράς ολίσθησης για τα μελετώμενα κράματα Al-Co.