Viyana Teknik Üniversitesi ve Pekin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden uluslararası bilim adamları grubu, rekor düşük termal genişleme katsayısına sahip benzersiz bir alaşım geliştirdi. Pirokslu mıknatıs olarak adlandırılan yeni malzeme, önemli sıcaklık dalgalanmaları ile pratik olarak boyutunu değiştirmez.
Çoğu metal, ısıtılmış bu iyi bilinen fenomen, yaz aylarında kışa göre 10-15 santimetre daha yüksek olan Eyfel Kulesi örneği ile bile gözlenebilir. Ancak, birçok teknik uygulama için, bu mülk son derece istenmeyendir.
Şimdiye kadar, Invar düşük termal genleşme standardı olarak kabul edildi – demir ve nikel alaşımı. Şimdi, bilim adamları daha etkileyici özelliklere sahip malzeme yaratmayı başardılar. Zirkonyum, niyobyum, demir ve kobalttan oluşan yeni dört bileşenli alaşım, benzeri görülmemiş geniş bir sıcaklıkta – 400’den fazla kancadan daha fazla sıfır genişleme gösterir. Aynı zamanda, uzunluğu her bir Kelvin için yüzde sadece on bin yüzde değişir.
Viyana bilimsel kümesinden Dr. Sergey Khmelevsky, genellikle sıcaklıktaki bir artışla, malzemedeki atomların daha aktif hareket etmeye ve daha fazla alan gerektirdiğini ve bu da genişlemeye yol açtığını açıklar. Bununla birlikte, yeni malzemede, bu etki manyetik yapısının özel özellikleri ile telafi edilir.
Karmaşık bilgisayar simülasyonları sayesinde, bilim adamları atom düzeyinde manyetik malzemelerin davranışını ayrıntılı olarak inceleyebildiler. Sıcaklıktaki bir artışla, bazı elektronların durumlarını değiştirdiği, bu da malzemede manyetik sırada bir azalmaya ve sıkıştırılmasına neden olduğu ve normal termal genleşmeyi neredeyse doğru bir şekilde telafi ettiği ortaya çıktı.
Piroklorik mıknatısın tuhaflığı heterojen yapısında yatmaktadır – malzemenin bileşimi noktadan noktaya değişir ve farklı kobalt içeriğine sahip alanlar oluşturur. Bu alt sistemler, neredeyse sıfır genel genişleme elde etmenizi sağlayan sıcaklık değişikliklerine farklı tepki verir.
Yeni malzeme, havacılık, astronotik ve önemli sıcaklık değişimlerinde boyutun stabilitesinin kritik olduğu yüksek hassasiyetli elektronik bileşenlerin üretiminde uygulama bulabilir.
