مطالعه دنیای نانومقیاس برهم‌کنش آلیاژ با فلز سیال

محققان به بررسی نفوذ فلز سیال به درون یک ساختار آلیاژی از جنس تیتانیوم-تانتالیوم پرداختند و در نهایت رفتار نانومقیاس این دو فاز با هم را مورد مطالعه قرار دادند. ماده تشکیل شده نهایی دارای خواص جالبی نظیر مقاومت در برابر تابش‌های رادیواکتیو و مساحت سطحی با

محققان به تازگی از روش فلز سیال برای زدودن انتخابی عناصر از سطح فلز ترکیبی دیگر استفاده کرده و در نهایت یک ساختار پیچیده ارائه کردند. البته هنوز محققان از ساز و کار دقیق این فرآیند مطلع نیستند. آن‌ها می‌دانند که ترکیب این دو ساختار همانند ترکیب روغن و آب داغ در حال سرد شدن است. بسته به ساختار اولیه آلیاژ و میزان نفوذ، فلز سیال می‌تواند داخل آلیاژ نفوذ کرده و دو فاز در حال تماس با هم را پدید آورد. نانوساختار ایجاد شده دارای خواص بسیار جالبی است.
از نتایج این پروژه می‌توان برای طراحی و ساخت سطوح با مساحت بالا به منظور استفاده در باتری، استفاده کرد. این ترکیبات قادراند دوام الکترودهای سیلیکونی را افزایش دهند. همچنین از این ساختارها می‌توان برای تولید مواد مقاوم در برابر تابش پرتوهای رادیواکتیو استفاده کرد.
برخی فلزات سیال تمایل دارند تا به آلیاژهای جامد یکنواخت با ساختار پیچیده تبدیل شوند؛ فرآیندی که هنوز برای محققان شناخته شده نیست. در این پروژه محققان یکی از این فلزات سیال را با آلیاژی جامد از عناصر مختلف ترکیب کردند. با این کار دو فاز تشکیل شد که با یخ زدن، یک نانوکامپوزیت دو فازی به وجود می‌آید.
محققان با استفاده از مدل‌سازی و آزمایش، این فرآیند را مورد مطالعه قرار دادند. آن‌ها آلیاژ تیتانیوم-تانتالیوم تک فازی را با فلز سیال مس ترکیب کردند. در نهایت نتایج آزمایشگاهی هم‌خوانی جالبی با شبیه‌سازی‌های انجام شده داشت.
شبیه‌سازی‌ها نشان داد که چگونه عناصر موجود در آلیاژ با فلز مایع برهم‌کنش داشته و چه رفتاری را بروز می‌دهند. این برهم‌کنش در مقیاس نانومتری انجام شده و ساختار نهایی دارای دو فاز است. یک فاز غنی از تانتالیوم با قابلیت انحلال کم مس و دیگری غنی از مس است. فاصله ساختارهای موجود در فاز اول در حد نانومتری است.