.“Counterintuitive” Findings: MIT Scientists Uncover Surprising Metal Behavior Under Extreme Conditions

mss(magic square system)master:jk0620
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
https://www.facebook.com/junggoo.lee.9

"직관에 반하는" 발견: MIT 과학자들이 극한 조건에서 놀라운 금속 거동을 밝혀냈습니다

금속 생산 스파크 개념

주제:항공 우주 공학재료과학금속와 함께 작성자: DAVID L. CHANDLER, MIT(MIT) 2024년 5월 31일 금속 생산 스파크 개념 MIT 연구원들의 직관에 반하는 발견에 따르면 초고속으로 물체에 부딪힌 금속은 온도가 상승함에 따라 강도가 증가하여 정상적인 조건에서 나타나는 일반적인 연화 효과가 반전됩니다. 금속에 발사된 작은 사파이어 입자를 사용한 실험을 기반으로 한 이 새로운 이해는 우주선 방패나 고속 제조 공정과 같은 극한 환경을 위한 재료 설계에 혁명을 일으킬 수 있습니다. MIT 과학자들은 구리와 같은 금속이 높은 속도로 가열되고 충격을 받으면 더 강해질 수 있다는 사실을 발견했습니다.

이는 전통적인 관점에 도전하고 우주 및 고속 제조와 같은 극한 환경을 위한 재료를 잠재적으로 향상시킬 수 있습니다. 금속은 가열하면 부드러워지는데, 대장장이가 철을 빨갛게 달궈서 복잡한 모양으로 만드는 방법도 바로 이 때문입니다. 그리고 구리선을 강철 옷걸이와 비교하는 사람이라면 누구나 구리가 강철보다 훨씬 더 유연하다는 것을 금방 알 수 있을 것입니다. 그러나 MIT 의 과학자들은 초고속으로 움직이는 물체에 금속이 부딪히면 그 반대 현상이 일어난다는 사실을 발견했습니다. 즉, 금속이 뜨거울수록 더 강해집니다. 금속에 극심한 스트레스를 가하는 이러한 조건에서 구리는 실제로 강철만큼 강할 수 있습니다.

새로운 발견은 우주선이나 극초음속 항공기를 보호하는 보호막이나 고속 제조 공정용 장비와 같은 극한 환경용 재료 설계에 대한 새로운 접근 방식으로 이어질 수 있습니다. 이 연구 결과는 MIT 대학원생인 Ian Dowding과 전 MIT 재료과학 및 공학부장이자 현재 노스 웨스턴 대학교 공학부 학장 이자 MIT 객원 교수인 Christopher Schuh가 최근 Nature 에 발표한 논문에 설명되어 있습니다 . 직관에 반하는 결과와 잠재적인 적용 저자들은 새로운 발견이 "직관에 어긋나며 덜 극단적인 조건에서 수십 년간 진행된 연구와 상충된다"고 썼습니다. 이러한 충돌과 관련된 극단적인 속도는 궤도에 있는 우주선에 대한 운석 충돌과 제조, 샌드블래스팅 및 일부 적층 제조(3D 프린팅) 공정에 사용되는 고속 가공 작업에서 일상적으로 발생하기 때문에 예상치 못한 결과는 다양한 응용 분야에 영향을 미칠 수 있습니다.

이 효과를 발견하기 위해 연구원들이 사용한 실험에는 평평한 금속판에 직경이 백만 분의 1미터에 불과한 작은 사파이어 입자를 쏘는 것이 포함되었습니다. 레이저 빔에 의해 추진된 입자는 초당 수백 미터 정도의 높은 속도에 도달했습니다. 다른 연구자들은 때때로 유사한 높은 속도로 실험을 수행했지만, 그들은 센티미터 이상의 규모로 더 큰 임팩터를 사용하는 경향이 있었습니다. 이러한 더 큰 충격은 충격 충격의 영향에 의해 지배되었기 때문에 기계적 효과와 열적 효과를 분리할 방법이 없었습니다.

3개의 입자가 거의 같은 속도로 금속 표면에 충돌함

3개의 입자가 거의 같은 속도로 금속 표면에 충돌함 캡션:MIT

과학자들은 금속이 빠른 속도로 움직이는 물체에 의해 극단적인 속도로 변형될 때 온도가 높을수록 금속이 약해지는 것이 아니라 더 강해지는 것을 발견했습니다. 여기에서는 3개의 입자가 거의 같은 속도로 금속 표면에 충돌하고 있습니다. 금속의 초기 온도가 높아질수록 반발력은 더 빨라지고, 금속은 부드러워지는 것이 아니라 단단해지기 때문에 입자가 더 높게 튀어오르게 됩니다. 신용: 연구원 제공 입자가 표면으로 날아갔다가 표면에서 튀어나옴 팀은 입자를 추적하기 위해 초고속 카메라를 사용했습니다.

연구 데이터에서 가져온 이 시퀀스는 입자가 표면으로 날아갔다가 튀어오르는 모습을 보여줍니다. 크레딧: MIT 새로운 연구에서 작은 입자는 목표물에 부딪힐 때 상당한 압력파를 생성하지 않습니다. 그러나 MIT에서는 그러한 미세한 입자를 그렇게 빠른 속도로 추진하는 방법을 개발하는 데 10년이 걸렸습니다. Schuh는 고속 충격 자체를 관찰하기 위한 다른 새로운 기술과 함께 “우리는 이를 활용했습니다.”라고 말했습니다. 관찰 및 발견 연구팀은 "입자가 들어오고 날아가는 것을 관찰하기 위해" 초고속 카메라를 사용했다고 그는 말했습니다. 입자가 표면에서 튀어오를 때 들어오는 속도와 나가는 속도의 차이는 표면 강도를 나타내는 지표인 대상에 "얼마나 많은 에너지가 축적되었는지 알려줍니다". 그들이 사용한 작은 입자는 알루미나나 사파이어로 만들어졌으며 "매우 단단하다"고 Dowding은 말했습니다.

직경이 10~20미크론(100만분의 1미터)인 이 두께는 사람 머리카락 굵기의 10분의 1~5분의 1 정도입니다. 해당 입자 뒤에 있는 발사대가 레이저 빔에 닿으면 재료의 일부가 기화되어 입자를 반대 방향으로 추진하는 증기 제트가 생성됩니다.

입자가 표면으로 날아갔다가 표면에서 튀어나옴

입자가 표면으로 날아갔다가 표면에서 튀어나옴 팀은 입자를 추적하기 위해 초고속 카메라를 사용했습니다. 연구 데이터에서 가져온 이 시퀀스는 입자가 표면으로 날아갔다가 튀어오르는 모습을 보여줍니다. 크레딧: MIT

연구원들은 구리, 티타늄, 금 샘플에 입자를 쏘았으며 그 결과가 다른 금속에도 적용될 것으로 기대합니다. 그들은 그들의 데이터가 더 큰 열로 인해 강도가 증가하는 변칙적인 열 효과에 대한 최초의 직접적인 실험적 증거를 제공한다고 말합니다. 그러나 그러한 효과에 대한 힌트는 이전에 보고되었습니다. 연구진의 분석에 따르면 이러한 놀라운 효과는 금속의 결정 구조를 구성하는 원자의 규칙적인 배열이 다양한 조건에서 움직이는 방식에서 비롯되는 것으로 보입니다.

그들은 응력 하에서 금속이 어떻게 변형되는지를 제어하는 세 가지 별도의 효과가 있음을 보여 주며, 이들 중 두 가지는 고온에서 변형이 증가하는 예측 궤적을 따르지만, 변형률이 다음과 같을 때 그 효과가 반전되는 항력 강화라고 불리는 세 번째 효과입니다. 특정 임계 값. 드래그 강화 효과 이 교차점을 넘어 온도가 높을수록 물질 내 포논(소리 또는 열의 파동)의 활동이 증가하며 이러한 포논은 미끄러지거나 변형되는 능력을 제한하는 방식으로 결정 격자의 전위와 상호 작용합니다. 충격 속도와 온도가 증가하면 효과가 증가하므로 "빠르게 움직일수록 전위가 더 적게 반응할 수 있습니다"라고 Dowding은 말합니다.

물론, 어느 시점부터 온도가 상승하면 금속이 녹기 시작하고, 그 시점에서 그 효과는 다시 역전되어 연화로 이어지게 됩니다. 이러한 강화 효과에는 "한계가 있을 것"이라고 Dowding은 말했습니다. "그러나 우리는 그것이 무엇인지 모릅니다." 이번 연구 결과는 이러한 극심한 응력에 직면할 수 있는 장치를 설계할 때 다양한 재료 선택으로 이어질 수 있다고 Schuh는 말했습니다. 예를 들어, 일반적으로 훨씬 더 약할 수 있지만 가격이 저렴하거나 가공하기 쉬운 금속은 이전에는 누구도 사용할 생각을 하지 못했던 상황에서 유용할 수 있습니다.

연구자들이 연구한 극한 조건은 우주선이나 극한 제조 방법에만 국한되지 않습니다. "모래 폭풍 속에서 헬리콥터를 조종하는 경우 이러한 많은 모래 입자가 블레이드에 부딪힐 때 높은 속도에 도달할 것입니다."라고 Dowding은 말합니다. 그리고 사막 조건에서는 이러한 경화 효과가 시작되는 고온에 도달할 수 있습니다. 이 현상을 밝히기 위해 연구원들이 사용한 기술은 다른 금속 및 합금을 포함한 다양한 다른 재료 및 상황에 적용될 수 있습니다. 덜 극단적인 조건에서 알려진 특성을 단순히 추정하여 극한 조건에서 사용할 재료를 설계하면 재료가 극심한 응력 하에서 어떻게 작동할지에 대한 심각한 잘못된 예측을 초래할 수 있다고 그들은 말합니다.

참고: Ian Dowding 및 Christopher A. Schuh, 2024년 5월 22일, Nature 의 "극한 변형률에서 온도가 증가하면 금속이 강화됩니다. " DOI: 10.1038/s41586-024-07420-1 이 연구는 미국 에너지부의 지원을 받았습니다.

https://scitechdaily.com/counterintuitive-findings-mit-scientists-uncover-surprising-metal-behavior-under-extreme-conditions/

메모 2406010445

직관에 반하는 물질의 특성을 MIT 과학자들이 극한 조건에서 놀라운 금속 거동을 밝혀냈다. 구리가 높은 온도와 고속에서 단단하다면 이상하지 않나? 그런데 강철보다 단단하여 우주에서도 구리전선으로 매우 유용하게 된다. 허허.

소스1. 편집
그러나 MIT 의 과학자들은 초고속으로 움직이는 물체에 금속이 부딪히면 그 반대 현상이 일어난다는 사실을 발견했습니다. 즉, 금속이 뜨거울수록 더 강해집니다. 금속에 극심한 스트레스를 가하는 이러한 조건에서 구리는 실제로 강철만큼 강할 수 있습니다. 새로운 발견은 우주선이나 극초음속 항공기를 보호하는 보호막이나 고속 제조 공정용 장비와 같은 극한 환경용 재료 설계에 대한 새로운 접근 방식으로 이어질 수 있습니다.

이처럼 극단적인 조건에서 더 강한 이유를 제한성의 밀도 때문으로 보여진다. 얇은 두께 안에 극단적으로 거대한 샘플링 oms.vix.ain이 존재한다면 구리뿐 아니라 플라스틱도 녹는게 아니라 다이야몬드보다 단단해질 수 있다. 어허.

우주시대에 이러한 물질의 새로운 특성을 알아내면 우주선을 만들거나 우주방사선으로 부터 인체를 보호하는데 유용한 물질들을 직관과 기존상식에 반하여 상상이 원하는대로 제조해낼 수 있다. 허허.

No photo description available.

Memo 2406010445

MIT scientists have revealed the surprising behavior of metals under extreme conditions, revealing counterintuitive properties of materials. Isn't it strange that copper is hard at high temperatures and high speeds? However, it is harder than steel, so it is very useful as a copper wire in space. haha.

Source 1. edit
But scientists at MIT have discovered that the opposite happens when metal is struck by an object moving at very high speeds. In other words, the hotter the metal, the stronger it becomes. Under these conditions, which place extreme stress on the metal, copper can actually be as strong as steel. The new discovery could lead to new approaches to designing materials for extreme environments, such as shields protecting spacecraft or hypersonic aircraft, or equipment for high-speed manufacturing processes.

One.
The reason it is stronger under these extreme conditions appears to be the density of limitations. If an extremely large sampling oms.vix.ain exists within a thin thickness, not only copper but also plastic may not only melt but become harder than diamond. Uh huh.

In the space age, if we discover new properties of these materials, we can manufacture materials useful for building spacecraft or protecting the human body from cosmic radiation as our imagination desires, contrary to intuition and common sense. haha.

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 msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca