Metalik Krom, Kobalt ve Nikel Alaşımı: CrCoNi
CrCoNi, metalik bir krom, kobalt ve nikel alaşımı olarak, sahip olduğu olağanüstü özelliklerle bilim dünyasında dikkat çekmeyi başardı. Bu malzeme, kalıcı deformasyona karşı gösterdiği dayanıklılık ve yüksek süneklik sayesinde son derece işlenebilir bir yapı sunuyor. Bu iki özellik bir araya geldiğinde, CrCoNi’nin Dünya üzerindeki en dayanıklı malzeme olduğu söylenebilir.
CrCoNi, element oranlarının benzer olduğu yüksek entropili alaşım (HEA) ailesinin bir üyesidir. Bu tür HEA’lar genellikle büyük dayanıklılığa sahip olma eğilimindedir, ancak en ekstrem koşullar altında test edilmeleri zorlu bir süreç olmuştur. Ancak teknoloji artık bu testleri yapabilecek kadar ilerledi. Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (Berkeley Laboratuvarı) ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) ekipleri, CrCoNi’nin soğudukça daha da güçlendiğini keşfetti.
ORNL ve Tennessee Üniversitesi’nden proje ortak lideri Easo George, “Yapısal malzemeleri tasarlarken, onların güçlü, sünek ve kırılmaya karşı dirençli olmalarını istersiniz” şeklinde bir açıklama yaptı. George, “Genellikle, bu özellikler arasında bir denge sağlamak amacıyla taviz vermek gerekir. Ancak bu malzeme her iki özelliği de sunuyor ve düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelmek yerine daha da dayanıklı hale geliyor.” dedi.
Ekip, yaklaşık on yıl önce CrCoNi ve ekstra manganez ile demir içeren bir alaşım olan CrMnFeCoNi üzerinde çalışmaya başladı. Numuneleri sıvı nitrojen sıcaklıklarına maruz bıraktıklarında, bu malzemelerin oldukça iyi performans gösterdiği ortaya çıktı. Ancak, daha aşırı koşullar altında test gerçekleştirmek yıllarını aldı. CrMnFeCoNi oldukça başarılıydı, ancak CrCoNi olağanüstü sonuçlar verdi.
Berkeley Laboratuvarı’nın Malzeme Bilimleri Bölümü’nde kıdemli fakülte üyesi ve California Üniversitesi, Berkeley’de Chua Mühendislik Profesörü Robert Ritchie, şu şekilde belirtti: “Bu malzemenin sıvı helyum sıcaklıkları (20 Kelvin, -424 Fahrenheit) civarındaki dayanıklılığı, 500 megapaskal karekök metre kadar yüksektir. Aynı birimlerde, bir silikon parçasının dayanıklılığı 1, yolcu uçaklarındaki alüminyum gövdenin yaklaşık 35 ve en iyi çeliklerden bazılarının dayanıklılığı ise yaklaşık 100’dür. Yani, bu 500, gerçekten de şaşırtıcı bir sayı.”
Malzeme, deformasyon altında, önce işlenebilirlik ve ardından güç sağlayan etkileşimlerin “sihirli bir serisini” oluşturur. İlk başta yalnızca taneciklerden oluşan basit yapısı, deforme olduktan sonra kırılmalara karşı dirençli hale gelen karmaşık bir yapıya dönüşmektedir. Şu anda malzeme, çeşitli uygulamalar için geliştirilmektedir; ancak üretim maliyetleri nedeniyle araştırmacılar, derin uzay gibi aşırı ortamlar için iyi bir aday olduğunu düşünmektedir.
