Các nhà nghiên cứu Mỹ phát triển một loại thép siêu cứng, gấp 62 lần độ cứng của inox (thép không gỉ), có thể che chắn vệ tinh trước thiên thạch hoặc khoan qua những lớp đá chắc chắn nhất.
Theo Discovery News, loại thép mới có tên là SAM2X5-630 có thể chịu được áp suất và ứng suất lên tới 12,5 giga-Pascal (tương ứng với khoảng 125.000 atmosphere) mà không hề hấn gì. Nhóm nghiên cứu tại Đại học California, San Diego (UC San Diego) và Đại học Southern California công bố phát minh trên tạp chí Nature Scientific Reports đầu tháng 4.
So với vật liệu thép mới, áp suất tối đa mà thép inox chịu được là 0,2 giga-Pascal, còn tungsten carbide (một loại gốm cường lực sử dụng cho các phương tiện bọc giáp trong quân đội) là 4,5 giga-Pascal. Như vậy thép SAM2X5-630 cứng hơn inox 62,5 lần, và độ cứng của nó chỉ thua kém kim cương.
"Vật liệu của chúng tôi được bổ sung thêm những nguyên tố không có ở thép thường", Olivia Graeve, giáo sư cơ khí tại Trường Kỹ thuật Jacobs trực thuộc UC San Diego, chia sẻ. "Nó chứa boron, tungsten, silicon, những nguyên tố này cho phép vật liệu nới lỏng cấu trúc tinh thể của nó và trở thành một kim loại vô định hình".
Trong loại thép mới này, nguyên tử sắt và các-bon (thành phần của thép) có dạng vô định hình trong khi những phần khác sắp xếp theo cấu trúc tinh thể giống như thủy tinh kim loại.
Thép SAM2X5-630 được sản xuất bằng cách chuyển hỗn hợp sắt thành dạng bột, cho vào khuôn graphite, nén với áp suất 100 mega-Pascal và sau đó để dòng điện 10.000 Amper chạy qua, khiến các nguyên tử nóng tới mức kết chặt với nhau mà không hóa lỏng.
Cơ quan Giảm thiểu Đe dọa Quốc phòng của Bộ Quốc phòng Mỹ tài trợ cho nghiên cứu với mục đích sử dụng vật liệu này làm vỏ ngoài cho những thùng phuy chứa chất thải hạt nhân lưu trữ ở cơ sở hạt nhân Yucca Mountain.
Theo John Poon, giáo sư vật lý ở Đại học Virginia, Mỹ, một ý tưởng khác là sử dụng loại thép mới cho đầu đạn xuyên phá. "Một số đầu đạn chế tạo từ vật liệu siêu cứng có thể xuyên qua hang động hoặc tường chắn ở Afghanistan hoặc những nơi khác", Poon nói.
Graeve cho biết vật liệu mới còn có một lợi ích ngoài dự kiến là không bị han gỉ, có thể sử dụng trên tàu thủy và tàu ngầm. "Loại thép này không bị oxy hóa. Bạn có thể dùng vật liệu để phủ ngoài bất cứ thứ gì tiếp xúc với nước biển. Nó chống ăn mòn tốt hơn một triệu lần so với thép không gỉ", Graeve khẳng định.
Theo Discovery News, loại thép mới có tên là SAM2X5-630 có thể chịu được áp suất và ứng suất lên tới 12,5 giga-Pascal (tương ứng với khoảng 125.000 atmosphere) mà không hề hấn gì. Nhóm nghiên cứu tại Đại học California, San Diego (UC San Diego) và Đại học Southern California công bố phát minh trên tạp chí Nature Scientific Reports đầu tháng 4.
So với vật liệu thép mới, áp suất tối đa mà thép inox chịu được là 0,2 giga-Pascal, còn tungsten carbide (một loại gốm cường lực sử dụng cho các phương tiện bọc giáp trong quân đội) là 4,5 giga-Pascal. Như vậy thép SAM2X5-630 cứng hơn inox 62,5 lần, và độ cứng của nó chỉ thua kém kim cương.
"Vật liệu của chúng tôi được bổ sung thêm những nguyên tố không có ở thép thường", Olivia Graeve, giáo sư cơ khí tại Trường Kỹ thuật Jacobs trực thuộc UC San Diego, chia sẻ. "Nó chứa boron, tungsten, silicon, những nguyên tố này cho phép vật liệu nới lỏng cấu trúc tinh thể của nó và trở thành một kim loại vô định hình".
Trong loại thép mới này, nguyên tử sắt và các-bon (thành phần của thép) có dạng vô định hình trong khi những phần khác sắp xếp theo cấu trúc tinh thể giống như thủy tinh kim loại.
Thép SAM2X5-630 được sản xuất bằng cách chuyển hỗn hợp sắt thành dạng bột, cho vào khuôn graphite, nén với áp suất 100 mega-Pascal và sau đó để dòng điện 10.000 Amper chạy qua, khiến các nguyên tử nóng tới mức kết chặt với nhau mà không hóa lỏng.
Cơ quan Giảm thiểu Đe dọa Quốc phòng của Bộ Quốc phòng Mỹ tài trợ cho nghiên cứu với mục đích sử dụng vật liệu này làm vỏ ngoài cho những thùng phuy chứa chất thải hạt nhân lưu trữ ở cơ sở hạt nhân Yucca Mountain.
Theo John Poon, giáo sư vật lý ở Đại học Virginia, Mỹ, một ý tưởng khác là sử dụng loại thép mới cho đầu đạn xuyên phá. "Một số đầu đạn chế tạo từ vật liệu siêu cứng có thể xuyên qua hang động hoặc tường chắn ở Afghanistan hoặc những nơi khác", Poon nói.
Graeve cho biết vật liệu mới còn có một lợi ích ngoài dự kiến là không bị han gỉ, có thể sử dụng trên tàu thủy và tàu ngầm. "Loại thép này không bị oxy hóa. Bạn có thể dùng vật liệu để phủ ngoài bất cứ thứ gì tiếp xúc với nước biển. Nó chống ăn mòn tốt hơn một triệu lần so với thép không gỉ", Graeve khẳng định.
Last edited:
