Az elkoptathatatlan páros: arany és platina


Új fémet kevertek

Különleges módszerrel előállított platina-arany ötvözetet mutattak be a Sandia National Laboratories, (Albuquerque, Új Mexikó) tudósai 2018. augusztusában.

Állításuk szerint sikerült előállítaniuk az eddig ismert legkopásállóbb fémötvözetet.

Az új anyag kinézete olyan, mint a platináé: ezüstösen csillog, mégis százszor tartósabb mint a nagyszilárdságú acél. Ezzel ez lett az első fém, amely a zafirral és a gyémánttal is összehasonlítható keménységű.

Az anyag összetétele 90% platina mellett 10% arany. A kísérlet első szakaszában a tudósok azt modellezték, hogyan hat az egyes atomok viselkedése az anyag szerkezetére. A számítógépes modell alapján azt a hipotézist állították fel,  hogy az anyagok kopása nem azon múlik, mennyire kemények, hanem, hogy hogyan reagálnak a hőre. A számítógép a legjobb fémkombinációnak a platina és az arany 90 – 10%-os ötvözetét jósolta.

Küzdelem a súrlódás ellen

Küzdelem a súrlódás ellen

Kemény mint a gyémánt

A kísérlet egyik érdekes része volt, amikor az új ötvözetet egy teljes napon át 500 celsius fokos hőmérsékleten tartották, majd komoly súrlódásnak és hajlításnak tették ki. A kínzás után megvizsgálták az ötvözet mikrostruktúráját, hogy meggyőződhessenek arról, mennyire tartós anyagot sikerült létrehozniuk. Nem csalódtak. A máskor igen nagy hatást kifejtő hevítés nyomot sem hagyott az ötvözeten.

A kisérletről készült tudományos publikációt az Advanced Materials nevű tudományos hetilap hozta le.

Az anyag különösen hasznos lehet az elektronikai iparban, ahol a kopást és a rozsdásodást már ma is úgy oldják meg, hogy a kritikus részeken arannyal futtatják be az alkatrészeket. Ez a megoldás azonban nem elég tartós, az elektronikában használatos apró felületek cseréje pedig nagyon sok pénzt emészt fel.

A kutatók azt állítják, az új ötvözet olyan szívós, hogy ha egy autó kerekeit gumi helyett ezzel burkolnánk, ötszázszor körbe lehetne vele utazni a Földet az egyenlítő mentén anélkül, hogy a kopófelület elkopna. A kutatócsoport vezetője, Nic Argibay szerint az anyag bevezetése világszerte mintegy százmillió dolláros megtakarítást jelentene az ipar számára. A tudós úgy véli, hogy a repülőgépektől kezdve a légturbinákon át egészen a mikroelektronikáig számtalan helyen lenne előnye, mivel rendkívül megnövelné bizonyos elektronikus alkatrészek élettartamát.

A mellékhatások is jól jönnek

Az új ötvözet más területen is hozhat hasznot. A tesztelések során, egy alkalommal, arra lettek figyelmesek a tudósok, hogy a kopásvizsgálat végére sötét színű anyag rakódott le a tesztelt felületen. Hamar rájöttek, hogy gyémántszerű szénről van szó… Az új platina-arany ötvözet a környezetében található szénből ezt a rendkívül hatékony kenőanyagot “állította elő”. Az ebben a  fantasztikus, hogy jelenleg a DLC-t (Diamond Like Carbon-t) az ipar csak magas hőmérsékleten, a résztvevő anyagok plazmaszerű halmazállapotát sokáig fentartva tudja előállítani. Ez annyira költséges, hogy már csak erre az egy célra is érdemes lenne az új ötvözetet felhasználni.

Források