Cải thiện khả năng chống động đất cho các tòa nhà bằng các tinh thể đơn trong vật liệu
Một phương pháp gia nhiệt mới cho một số kim loại có thể cải thiện vật liệu xây dựng chống động đất.
Ảnh minh họa.
Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Tohoku, Nhật Bản và các cộng sự đã tìm ra cách cải thiện tính chất của một số kim loại có khả năng ghi nhớ hình dạng. Phương pháp này có thể mở đường cho việc sản xuất hàng loạt các kim loại cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm các vật liệu xây dựng chống động đất.
Hầu hết các kim loại được tạo thành từ một số lượng lớn các tinh thể. Trong một số trường hợp, tính chất của chúng được cải thiện khi chúng được hình thành từ một tinh thể đơn. Tuy nhiên, chi phí sản xuất kim loại đơn tinh thể thường rất cao.
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp sản xuất với chi phí thấp hơn, tận dụng hiện tượng “sự tăng trưởng hạt bất thường”.
Kỹ thuật mà nhóm nghiên cứu sử dụng có liên quan đến các chu kỳ làm nóng và làm mát, kết quả tạo ra một thanh kim loại đơn tinh thể dài 70cm và đường kính 15 mm. Theo Toshihiro Omori, nhà nghiên cứu hàng đầu cho biết tinh thể mới này lớn hơn so với kích cỡ của các thanh hợp kim nhớ hình dạng hiện tại, thích hợp hơn cho các ứng dụng xây dựng và kỹ thuật dân dụng.
Để sản xuất thanh kim loại đơn tinh thể này, một hợp kim được làm nóng đến 900 độ C sau đó làm lạnh đến 500 độ C trong 5 lần. Tiếp đó là 4 chu kỳ làm nóng đến 740 độ C sau đó làm mát ở nhiệt độ 500 độ C. Cuối cùng, kim loại được gia nhiệt lần cuối ở nhiệt độ 900 độ C.
Các hợp kim mà các nhà nghiên cứu sử dụng làm từ đồng, nhôm, mangan. Tăng kích thước tinh thể của vật liệu làm tăng tính đàn hồi của nó. Những tính năng kết hợp này khiến vật liệu mới trở nên hiệu quả hơn khi sử dụng cho các công trình xây dựng để chống chịu động đất.
