.Alloy Alchemy: Laser-Crafted Metals Defying the Limits of Strength

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.Alloy Alchemy: Laser-Crafted Metals Defying the Limits of Strength

합금 연금술: 강도의 한계를 뛰어넘는 레이저 가공 금속

미국 에너지부 2024년 1월 10일 3D 인쇄된 금속 합금 아트 컨셉 일러스트레이션 레이저 기반 적층 제조를 통해 제작된 혁신적인 고엔트로피 합금은 산업 응용 분야에 전례 없는 강도와 연성을 제공합니다. 첨단 기술로 분석된 이 신소재는 극한의 조건에서도 향상된 성능을 약속합니다. 신용: SciTechDaily.com

레이저 기반 적층 제조는 더 강하고 파손 가능성이 낮은 고엔트로피 합금을 생산합니다. 연구자들은 여러 원소 금속을 결합하여 내구성이 뛰어난 고엔트로피 합금(HEA)이라는 유형의 재료를 만듭니다. HEA는 심각한 마모, 극한의 온도, 방사선 및 높은 스트레스와 관련된 응용 분야에서 잠재적으로 사용될 수 있습니다. AM(적층 가공)이라고도 알려진 3D 프린팅을 사용하여 만들 수 있지만 일반적으로 연성이 좋지 않습니다.

이는 3D 프린팅된 HEA가 모양을 잡기 어렵고 하중을 받아도 파손을 방지할 만큼 충분히 변형되거나 늘어나지 않는다는 것을 의미합니다. 과학자들은 이제 레이저 기반 AM을 사용하여 더 강하고 훨씬 더 연성이 있는 HEA를 형성했습니다. 그들은 이러한 성능 향상의 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해 중성자와 X선 산란 및 전자 현미경을 사용했습니다. 잠재적인 산업 응용 분야 및 에너지 효율성 산업계에서는 언젠가 제조 과정에서 더 강력하고 더 쉽게 형태를 갖춘 HEA를 사용할 수 있을 것입니다.

이러한 응용 분야에서 작동하려면 가볍고 복잡한 HEA 부품에 향상된 내구성, 신뢰성 및 파손 저항성이 필요합니다. 예를 들어, 이는 더 안전하고 연료 효율적인 차량, 더 강력한 제품, 더 오래 지속되는 기계의 생산을 가능하게 함으로써 소비자와 산업계에 이익이 될 것입니다. 또한 레이저를 이용해 분말 합금을 고체 금속 형태로 융합시키는 레이저 기반 AM은 에너지 효율이 매우 높습니다. 이는 새로운 유형의 HEA를 생산하는 데 매력적입니다.

두 개의 결정 구조 적층 제조 적층 가공으로 만든 고엔트로피 합금(왼쪽)에서 발견된 두 개의 결정 구조(오른쪽) 이미지. 출처: 매사추세츠 대학교 애머스트 나노 라멜라 구조 및 기계적 특성 레이저 기반 AM 공정은 높은 강도를 제공하는 나노미터 두께의 나노라멜라(얇은 판층)를 생산하는 동시에 판의 뚜렷한 가장자리는 어느 정도 미끄러짐(연성)을 허용합니다. 이 플레이트는 평균 약 150나노미터 두께의 면심 입방체(FCC) 결정 구조와 평균 약 65나노미터 두께의 체심 입방체(BCC) 결정 구조의 교번 층으로 구성됩니다.

새로운 HEA는 가장 강한 티타늄 합금을 능가하는 약 1.3기가파스칼의 높은 항복 강도를 나타냈습니다. 또한 이러한 HEA는 약 14%의 연신율을 제공하며 이는 동일한 항복 강도를 고려할 때 다른 AM 금속 합금보다 높습니다. 신장률은 재료가 파손되지 않고 얼마나 많은 굽힘을 견딜 수 있는지를 측정한 것입니다. 첨단 연구기술 및 시설 오크리지 국립 연구소(ORNL)에 있는 에너지부(DOE) 과학실 사용자 시설인 파쇄 중성자 소스의 중성자 데이터 )를 통해 연구원들은 긴장 상태에서 HEA 샘플의 내부 기계적 부하 공유를 조사할 수 있었습니다. 연구원들은 나노상 재료 과학 센터에서 원자 프로브 장비를 사용했습니다.

(ORNL의 DOE 사용자 시설이기도 함)는 교번하는 나노 라멜라 층으로 구성된 구성 요소 및 미세 구조의 상세한 3D 이미지를 캡처합니다. 다양한 어닐링된 샘플의 상은 또 다른 DOE Office of Science 사용자 시설인 Advanced Photon Source에서 X선 ​​회절을 사용하여 연구되었습니다. 아르곤 국립 연구소.

참고 자료: Jie Ren, Yin Zhang, Dexin Zhao, Yan Chen, Shuai Guan, Yanfang Liu, Liang Liu, Siyuan Peng, Fanyue Kong, Jonathan D의 "강하면서도 연성이 있는 나노라멜라 고엔트로피 합금" 저작 . Poplawsky, Guanhui Gao, Thomas Voisin, Ke An, Y. Morris Wang, Kelvin Y. Xie, Ting Zhu 및 Wen Chen, 2022년 8월 3일, 자연. DOI: 10.1038/s41586-022-04914-8

https://scitechdaily.com/alloy-alchemy-laser-crafted-metals-defying-the-limits-of-strength/

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메모 240111_0631,1712 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

레이저 기반 적층 qpeoms.msbase.matter.made를 실현하면 그 어떤 물질도 만들어낼 수 있는 시스템이 될 수 있다.

타공판 qpeoms 적층으로 msbase을 만들었다면 끝수는 뻥뚫린 통로가 된다. 그리고 어딘가에 1미터 벽안에 금맥이 있다. 허허.
그런데 0.1m 앞이나 옆에 독사가 있다면? 레이저 1억도의 광선이 지나가고 있다면?? 어캐 되나? 놀고 있네!

만약, 천지창조의 msbase.oss가 존재한다면 세상 끝에서 세상사 시작의 투명한 통로가 보일 것이다. 빅뱅으로 우주가 생겨나 다시 본향으로 가는 Alpha Radiation.exit가 보인다. 허허.

만약에 블랙홀이 홀의 끝에서 통로를 찾았다면 msbase4.헬륨 핵을 가진 알파선 폭발에서 16~1로 이여진 bar를 보았을 것이다.

-The α and β lines are directly related to the decay of elements. Both α and β rays are particle rays. When an α particle, that is, a helium nucleus (4He), is emitted from the atomic nucleus, the nucleus becomes a nucleus with a reduced mass number of 4 and an atomic number of 2. When a β particle (electron) is emitted, it changes into an atomic nucleus with the same mass number and an increased atomic number by one. This is because when one neutron changes into one proton in the nucleus, an electron (e-) and an electron antineutrino are emitted. γ-rays (gamma rays) are electromagnetic waves like X-rays, and are emitted along with α-rays and β-rays when they decay. However, there are also decays that do not involve γ-rays. Since gamma rays are emitted during the stabilization process after the collapse of the atomic nucleus, if the energy difference before and after the collapse is not large, they may be emitted in the form of other electromagnetic waves or particles rather than gamma rays.

-Although it is lumped together as radiation, as you can see below, it refers to various particles or electromagnetic waves, and its energy varies greatly depending on the nuclide and decay reaction. Some decays can cause radioactive chain reactions, while others do not, depending on whether it is fission, fusion, or general nuclide decay.

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Memo 240111_0631,1712 My thought experiment qpeoms storytelling

Realizing laser-based lamination qpeoms.msbase.matter.made can result in a system that can produce any material.

If msbase is made with perforated qpeoms lamination, the final number becomes an open passage. And somewhere, within a one meter wall, there is a vein of gold. haha.
But what if there is a poisonous snake 0.1m in front or next to you? What if a laser beam of 100 million degrees passes by?? What happens? Playing!

If msbase.oss of creation exists, a transparent passage from the end of the world to the beginning of world history will be visible. You can see Alpha Radiation.exit, where the universe was created by the Big Bang and is heading back home. haha.

If the black hole had found a passage at the end of the hole, we would have seen a bar of 16 to 1 in the msbase4. alpha-ray burst with a helium core.

Sample oms.vix.a (standard2)
2401030806
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd0000e0
000ac0f00bde
0c0fab000e0d
e00d0c0b0fa0
f000e0b0dac0
d0f000cae0b0
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0deb00ac000f
ced0ba00f000
a0b00e0dc0f0
0ace00df000b
0f00d0e0bc0a

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0

 

 

Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca

 

 

 

.POSTECH implements the ‘plumber’s nightmare’ structure that existed in theory

POSTECH, 이론으로 존재했던 '배관공 악몽' 구조 구현 

 

입력 2024.01.08 19:01 수정 2024.01.09 18:17

연구팀이 이중 말단 BCP를 사용해 구현한 나노 구조. [사진=POSTECH] 연구팀이 이중 말단 BCP를 사용해 구현한 나노 구조. 

-미로처럼 복잡한 구조여서 '배관공의 악몽(Plumber`s nightmare)'이라고 불렸던 구조가 나노체로 구현됐다. 포항공과대학교(POSTECH·총장 김성근)은 박문정 화학과 교수와 이호준 통합과정생이 상상 속에만 존재하던 블록공중합체(block copolymers, BCP)를 구현하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 배관공의 악몽은 배관공이 고치기 어려운 복잡한 배관 모양을 말한다. 쉽게 말해, 마치 미로처럼 배관이 복잡하게 얽혀 있어서 수리하기가 정말 까다로운 상황을 말한다.

-이런 복잡성 때문에 이론적으로만 존재할 뿐 현실에 구현하기 어려운 것으로 취급됐다. 미국 화학자이자 생물학자인 데이비드 휴즈와 스타니슬라스 라이블러가 1988년 독특한 기하학적 구조를 제시했다. 열역학적으로 볼 때, 구조에 따라 특성이 급격히 변하는 상전이가 일어나는 불안정성 때문에 그 구조를 알 수 없었다는 것이 연구진의 설명이다. 불안정성 때문에 관측한 사례가 없는 상상속의 구조라는 말이다.

-박 교수팀이 관찰 불가능한 이 구조를 현실에서 구현할 수 있었던 것은 그 불안정성을 제거했기 때문이다. 그 실마리는 말단부를 강하게 잡아 당기는 데서 나왔다. 박 교수는 "말단부를 잡아 당기는 인력에 의해 그 구조가 안정성을 찾으면서 비로소 관측이 가능해졌다"며 "말단부를 주목한 것은 아니고, 우연한 발견을 이해하기 위해 수 년동안 연구를 하다가 말단부가 해당구조를 안정화시키는데 핵심적인 역할을 한것을 실험적 및 이론적으로 입증하게 됐다"고 설명했다.

BCP는 한 단량체의 블록이 다른 단량체의 블록과 연결되어 만들어진 중합체이다. 만들어진 중합체는 A블록-B블록이 순차적으로 이어진 AB블록 형태를 보인다. 블록공중합체는 두 단량체로부터 만들어진 동종 중합체의 물리적 성질을 가지고 있다. BCP는 자체 조립이 가능해 나노미터(nm) 구조체를 형성할 수 있어 반도체와 의료 등 여러 분야서 활용된다. 최근 BCP 구조에 따른 광학적, 기계적 특성을 비교하는 연구가 활발하게 진행되고 있지만 구조가 복잡해질수록 열역학적 안정성이 떨어져 제작에 어려움이 많았다.

그 중 배관공의 악몽이라는 구조는 고분자 사슬 말단이 모두 중앙에 모여 특이하면서도 복잡하다. 실제로 구현된 사례는 없지만 독특한 채널구조로 인해 다른 나노 구조체와 차별화된 광학적·기계적 특성을 가질 것으로 추측하고 있다. 연구팀은 BCP를 구성하는 고분자 메인 사슬이 아닌 말단부에 주목해 사슬 말단부의 서로 다른 분자를 각각 연결한 이중 말단 BCP를 제작했다. 그 결과, BCP 사슬 내 말단부가 서로 강하게 끌어당겨 배관공의 악몽 구조를 구현했다.

박문정 교수팀, 고분자 사슬 말단 치환으로 BCP 연구 난제 해결 5일(현지 시각) 국제 학술지 ‘사이언스’에 실려 배관공의 악몽 구조를 구현안 박문정 교수. [사진=POSTECH] 배관공의 악몽 구조를 구현한 박문정 교수.

이번 연구는 BCP 고분자 조성과 메인 사슬의 화학적 성질 등을 다양하게 조절했음에도 말단부의 강한 인력이 존재하는 경우 복잡한 구조가 안정적으로 구현된다는 점에서 의의가 있다. 이는 향후 다양한 복합구조 고분자 나노 구조체 개발 연구에 적용될 수 있는 보편성과 범용성을 가졌음을 의미한다.

BCP 분야 연구자인 알리신 네도마(Alisyn J. Nedoma) 영국 셰필드대 화공생물공학전공 교수는 "새로운 BCP 나노 구조체 설계를 위한 기반을 제공했다"며 "원하는 특성의 나노 구조체를 보다 효율적으로 만들어 공정 비용을 절감할 수 있을 것"이라고 평가했다. 박문정 교수는 "이번 연구를 통해 고분자 BCP에서 맞춤형 네트워크 구조를 개발하는 방법을 확립했다"며 "나노 기술 응용 분야에서 다양한 특성을 가진 고분자 BCP 개발 플랫폼이 될 것"이라는 기대를 전했다. 이번 연구는 '사이언스(Science)'에 지난 5일 게재됐다.

[참고자료] 논문명 : Thermodynamically stable plumber's nightmare structures in block copolymers.

https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=103039

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메모 2401110442 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

뭔가 단단하게 뭉쳐있는 것에 구조를 알려면 강하게 당겨봐야 한다. msbase구조가 바로 그모습일 것이다. 배관공의 악몽이다. 그런데 이미 1987년에 oss이론으로 거의다 풀려서 msbase.oss가 되었다. 허허.

배관공의 악몽은 배관공이 고치기 어려운 복잡한 배관 모양을 말한다. 쉽게 말해, 마치 미로처럼 배관이 복잡하게 얽혀 있어서 수리하기가 정말 까다로운 상황을 말한다. 이런 복잡성 때문에 이론적으로만 존재할 뿐 현실에 구현하기 어려운 것으로 취급됐다. 미국 화학자이자 생물학자인 데이비드 휴즈와 스타니슬라스 라이블러가 1988년 독특한 기하학적 구조를 제시했다.

열역학적으로 볼 때, 구조에 따라 특성이 급격히 변하는 상전이가 일어나는 불안정성 때문에 그 구조를 알 수 없었다는 것이 연구진의 설명이다. 불안정성 때문에 관측한 사례가 없는 상상속의 구조라는 말이다.

물리적으로 당겨보니 내부구조가 드려다 보였다? 무식하고 단순한 방법이지만, 그렇게 해서라도 내부를 보는 방식은 충격실험이나 파괴실험.전파나 레이저의 반사파.굴절.회절.간섭.반응, 상호작용 등등을 예상하고 내부를 면밀히 시뮬레이션 aibicdata 고급장비 사용하여 분석하는 등등으로 드려다보는 편리한 직접적인 실험적 방식이다. 허허.

POSTECH implements the ‘plumber’s nightmare’ structure that existed in theory
-The structure, which was called ‘Plumber’s nightmare’ because it was a complex maze-like structure, was implemented as a nano sieve. Pohang University of Science and Technology (POSTECH, President Kim Seong-geun) announced on the 8th that Professor Moon-jeong Park of the Department of Chemistry and Ho-jun Lee, an integrated course student, succeeded in realizing block copolymers (BCP) that existed only in imagination. A plumber's nightmare is a pipe with a complicated shape that is difficult for a plumber to fix. Simply put, it refers to a situation where the pipes are intricately intertwined like a maze, making repairs very difficult.

-Because of this complexity, it was treated as something that existed only in theory and was difficult to implement in reality. American chemists and biologists David Hughes and Stanislas Liebler proposed a unique geometric structure in 1988. From a thermodynamic point of view, the researchers explain that the structure could not be known due to the instability that occurs when a phase transition occurs where the properties change rapidly depending on the structure. This means that it is an imaginary structure that has never been observed due to instability.

-The reason Professor Park’s team was able to implement this unobservable structure in reality is because it eliminated its instability. The clue came from a strong pull on the extremity. Professor Park said, "Observation became possible only when the structure found stability due to the attractive force pulling the distal part," adding, "I did not pay attention to the distal part, but after several years of research to understand the accidental discovery, the distal part was able to find the structure." “We have experimentally and theoretically proven that it played a key role in stabilizing it,” he explained.

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Memo 2401110442 My thought experiment qpeoms storytelling

To find out the structure of something that is tightly packed, you have to pull it hard. The msbase structure will look like this. It's a plumber's nightmare. However, in 1987, most of it was solved using oss theory and became msbase.oss. haha.

A plumber's nightmare is a pipe with a complicated shape that is difficult for a plumber to fix. Simply put, it refers to a situation where the pipes are intricately intertwined like a maze, making repairs very difficult. Because of this complexity, it was treated as something that existed only in theory and was difficult to implement in reality. American chemists and biologists David Hughes and Stanislas Liebler proposed a unique geometric structure in 1988.

From a thermodynamic perspective, the researchers explain that the structure could not be known due to the instability that occurs when a phase transition occurs, where the properties change rapidly depending on the structure. This means that it is an imaginary structure that has never been observed due to instability.

When you physically pull it, you can see the internal structure? It is an ignorant and simplistic method, but even so, the way to look at the inside is to predict the impact test, destruction test, reflected waves of radio waves or lasers, refraction, diffraction, interference, reaction, interaction, etc. and closely simulate the inside and analyze it using advanced equipment from aibicdata. It is a convenient direct experimental way to look at things like this. haha.

Sample oms.vix.a (standard2)
2401030806
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd0000e0
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sample qoms (standard)
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Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
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cadccbcdc
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xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca