Kurşun Çelikten Daha Güçlü Olabilir mi?

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, kurşunun baskı altında iken çelikten daha güçlü ve sert olduğunu tespit ettiler. Bilim adamları araştırmalarını 11 Kasım’da Physical Review Letters’da yayınladılar.

A- A+

29.12.2019 tarihli yazı 5153 kez okunmuştur.

Basınç, fizikte çok katmanlı bir konudur. “Yoğun madde fiziği” olarak adlandırılan tüm katıların incelenmesidir. Ancak bazı katı maddeler basınç altında özel koşullarda bulunabilirler. Bu tür katıları inceleyerek inşa malzemelerinde ve birçok alanda katıları nasıl daha etkin kullanabileceğimizi öğrenebiliriz. Basınç ve sıkıştırma, kırılgan katıları bozabilir veya paramparça edebilir. Köprü yapımından uzay uçuşlarına kadar her alanda toplam kuvvet basıncını hesaba katmak gerekir.

►İlginizi Çekebilir: Dünyanın En Sert Metali Üretildi

Bu araştırma, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nın ilk çalışması değil. 2010'da performanslarını incelemek için elmasları da aynı yöntemle sıkıştırıyorlardı. Kurşun gibi, elmaslar da baskı altında daha da güçlenip sertleşmekte. Normal şartlar altında metallere nispeten yumuşak olan kurşun tırnak ile kolayca çizilebilir ve dövülebilir. Ancak aşırı basınç altında sıkıştırıldığında kurşun sertleşir ve yoğunlaşır. Baskı altında kurşunun gücünün nasıl değiştiğini incelemek için araştırmacılar, Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuarı'ndaki Ulusal Ateşleme Tesisinde bulunan lazerlerle bir kurşun numuneyi hızla sıkıştırdılar. Numune içindeki basınç, Dünyanın çekirdeğinde bulunan basınca yaklaşık değerde 400 gigapaskal'a ulaştı.

Bir maddenin deforme olmadan önce dayanabileceği stres ile maddenin gücünü ölçülmektedir. Lawrence Livermore'dan fizikçi Andrew Krygier ve arkadaşları, kurşundaki dalgalanmaların yüksek basınç koşulları altında nasıl büyüdüğünü ve deforme olduğunu gözlemledi. Büyüme nispeten yavaştı bu durum ise metalin, normal şartlar altındaki kurşundan 250 kat, yüksek mukavemetli çelikten yaklaşık 10 kat daha güçlü olduğunu gösteriyordu.

►İlginizi Çekebilir: Akıllı Bluetooth Bağlantılı Metal Dedektör

Malzemeler sıkıştırıldığında, özellikleri önemli ölçüde değişebilir. Örneğin, normalde bir gaz olan hidrojen, bir metale dönüşebilir. Kurşunun basınca nasıl cevap verdiğini ve basınçta nasıl değiştiğini anlayarak kurşun geçirmez yelek gibi koruyucu donanımların tasarımlarını geliştirmek mümkündür.

Hesaplamalar, basıncın kurşun kristal yapısını değiştirdiğini ve bunun atom kafeslerinin yeniden düzenlenmesini sağladığını gösteriyor. Araştırmacılar, yapısal değişimin daha güçlü bir metale dönüşerek sonuçlandığını söylüyor. Bu durumda bize sıkıştırılmış kurşunun yüksek potansiyele sahip bir element olduğunu göstermektedir.

Kaynak

►sciencenews
►popularmechanics