Як свинець стає тверіше сталі: секрет несподіваної трансформації

Цей метал легко дряпається, гнеться і карбується, але тільки в нормальних умовах. При впливі ж на нього екстремального тиску свинець стає в 10 разів тверіше сталі.


Нові властивості свинець проявив під час експериментів, результати яких опубліковані у виданні Physical Review Letters. Щоб вивчити, як змінюється міцність свинцю під тиском, дослідники швидко стиснули зразок за допомогою лазерів, якими володіє Ліверморська національна лабораторія імені Лоуренса, розташована в Каліфорнії. Тиск всередині зразка досяг приблизно 400 гігапаскалів - такий же тиск присутній в ядрі Землі.


Міцність матеріалу характеризує його реакцію на напругу - силу, додану до заданої області. Чим більше напруга може витримати речовину, перш ніж вона деформується, тим вона міцніша. Фізик Ендрю Крайгер з університету Лоуренса Лівермора і його колеги спостерігали, як коливання в свинці ростуть і змінюються в умовах високого тиску. Зростання було відносно повільним, а значить метал був у 250 разів міцніше свинцю, що знаходиться в нормальних умовах, і приблизно в 10 разів тверіше високоміцної сталі.

Дослідження показує, що тиск змінює структуру свинцю, викликаючи перебудову його кристалічної атомної решітки. Вчені дійшли висновку, що саме ця структурна зміна призводить до перетворення свинцю на міцніший метал.

Коли матеріали стиснуті, їх властивості можуть істотно змінитися. Наприклад, водень, представлений на Землі у вигляді газу, під тиском може перетворитися на метал. Розуміння того, як властивості речовини змінюються під тиском, може допомогти створювати захисне спорядження нового рівня, наприклад, куленепробивні жилети. До речі, вежі танків Т-34 виготовлялися методом лиття під тиском, що робило їх набагато міцнішими, ніж вежі інших танків, які брали участь у Великій Вітчизняній війні.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND