과학자들이 새로운 나노입자 제조 공정을 사용하여 '초경질' 금속을 제조합니다.

브라운대학교 연구진이 초경질 금속을 만드는 새로운 방법을 개발했습니다.

팀은 화학적 처리를 사용하여 적당한 압력에서 서로 융합할 수 있는 나노입자 빌딩 블록을 만들었습니다.

재료의 경도는 구체적으로 표면의 국부적인 부피 내에서 변형에 저항하는 능력을 나타냅니다.

금속의 경우 일반적으로 금속을 구성하는 미세한 입자의 크기에 따라 결정됩니다. 입자가 작을수록 금속은 더 단단해집니다.

일반적으로 금속의 경도는 망치질, 굽힘, 비틀림 등의 매크로 가공 방법을 통해 달성됩니다.

그러나 새로운 연구에서 연구팀은 금속의 경도를 크게 높이기 위해 '상향식'부터 시작했습니다.

해머링 및 기타 담금질 방법은 결정립 구조를 변경하는 하향식 방법이며 최종 결정립 크기를 제어하기 어렵다고 해당 연구의 교신저자인 OuChen이 말했습니다.

우리가 하는 일은 쥐어짜면 서로 융합되는 나노입자 빌딩 블록을 만드는 것입니다.

이렇게 하면 성능 향상을 위해 정밀하게 조정될 수 있는 균일한 입자 크기를 가질 수 있습니다.

문제는 금속 표면이 리간드라고 불리는 유기 분자로 덮여 있는 경우가 많아 금속 입자가 강하게 결합하는 것을 방해한다는 점이다.

연구원들은 이러한 리간드를 제거하여 압력 소결 공정을 통해 금속 나노입자가 더 쉽게 서로 융합될 수 있도록 하는 화학적 처리 방법을 개발했습니다.

이 방법을 사용하여 연구원들은 금, 은, 팔라듐 등 다양한 금속의 나노입자로 원석 동전을 만들었습니다.

테스트에서 금화는 평소보다 4배 더 어려운 것으로 나타났습니다.

다른 물리적 특성은 기본적으로 변경되지 않습니다.

또 다른 테스트에서 연구원들은 새로운 기술을 사용하여 금속 유리를 만들었습니다.

더 친숙한 유리와 마찬가지로 이러한 재료는 비정질 결정 구조를 갖고 있어 모양을 만들기 쉽고 일반 금속보다 잠재적으로 더 강합니다.

단일 구성 요소로 금속 유리를 만드는 것은 매우 어렵기로 악명 높기 때문에 대부분의 금속 유리는 합금이라고 연구진은 말합니다.

그러나 우리는 우리의 기술을 사용하여 비정질 팔라듐 나노입자로부터 출발하여 팔라듐 금속유리를 만들 수 있었습니다.

연구원들은 현재의 센티미터 규모에서 이 공정을 사용하여 초경질 코팅, 전극 또는 기타 금속 부품을 만들 수 있다고 말했습니다.

그러나 팀에 따르면 현재 산업 장비는 사용되는 압력을 처리할 수 있기 때문에 대규모 프로젝트로 확장하는 것도 상대적으로 간단해야 합니다.

이 연구는 Chem 저널에 게재되었습니다.