3D baskı yöntemiyle üretilen alüminyum alaşımında keşfedilen kuazikristaller, metalin gücünü artırıyor.
ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünden (NIST) Andrew Iams, elektron mikroskobuyla yeni bir alüminyum alaşımını incelerken sıra dışı bir atom dizilimi fark etti. Bu yapı, sıradan kristallerin aksine hiç tekrar etmeyen ama boşluğu tamamen dolduran bir desene sahipti. Bunun bir “kuazikristal” olduğu anlaşıldı.
Malzeme mühendisi Iams, kristalin içinde beş katlı döner simetriyi gözlemlediğinde bunun önemli bir işaret olduğunu anladı. Daha sonra, iki ve üç katlı simetrileri belirleyerek bunun kuazikristal olduğunu kanıtladı.
3D baskılı alüminyum alaşımlarındaki bu kuazikristallerin, alaşımın dayanıklılığını artırabileceğini ortaya koydu. Geleneksel kristallerin desenleri, atomların birbirinin üzerinden kolayca kaymasına neden oluyor ve bu da metalin bükülmesine veya kırılmasına yol açıyor. Ancak kuazikristaller bu düzeni bozarak malzemeyi güçlendiriyor.
Kuazikristallerin alüminyumu güçlendirdiğini belirten araştırmacılar, gelecekte bilinçli olarak bu yapıların oluşturulabileceğini söylüyori. Özellikle uçak parçaları ve otomotiv gibi kritik alanlarda kullanılabilecek yeni daha güvenilir ve hafif alaşımlar tasarlanabilir.
Sıradışı kristallerin keşfi Nobel’le taçlandırıldı
Kuazikristaller, geleneksel kristallere benzese de, tekrar eden desenler yerine hiç tekrar etmeyen ancak boşluğu doldurabilen desenler oluşturuyor. Örneğin, sofra tuzu kristalleri tekrar eden küp yapılarıyla bilinirken, kuazikristaller bu kurallara uymuyor.
Kuazikristaller ilk kez 1980’lerde Technion/İsrail Teknoloji Enstitüsünden Dan Shechtman tarafından yine NIST’te keşfedildi. Shechtman’ın bulguları başta kabul görmese de, kristal bilimini kökten değiştirmiş ve ona 2011’de Nobel Kimya Ödülü kazandırmıştı. Şimdi aynı enstitüde, yıllar sonra, Andrew Iams ve ekibi benzer bir keşfe imza attı.
Kaynak: Journal of Alloys and Compounds
