Nikel jenis baru ini meningkatkan kekuatan, keuletan, dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi
Inovator dari Purdue University telah berhasil menciptakan nikel jenis baru dengan kekuatan yang lebih mumpuni untuk produksi di masa depan melalui teknik hibrida. Nikel jenis baru yang memiliki kekuatan lebih bagus ini dapat digunakan pada mobil, peralatan medis, dan industri manufaktur.
Nikel menjadi salah satu jenis logam yang banyak digunakan di industri manufaktur untuk proses industri dan material maju. Sekarang, inovator Purdue University telah menciptakan teknik hibrida untuk membuat bentuk baru nikel yang dapat membantu kejayaan produksi masa depan dari perangkat medis yang menyelamatkan jiwa, perangkat berteknologi tinggi, dan kendaraan dengan perlindungan yang tahan terhadap korosi dan jauh lebih kuat.
Teknik hibrida yang dikembangkan oleh Purdue ini melibatkan proses di mana elektrodeposisi hasil tinggi diterapkan pada substrat konduktif tertentu. Karya tim Purdue ini diterbitkan dalam Nanoscale edisi Desember lalu.
Salah satu tantangan terbesar bagi produsen nikel adalah berurusan dengan tempat-tempat di dalam logam di mana butir kristal bersilangan, atau yang dikenal sebagai daerah batas.
Batas butir konvensional ini dapat memperkuat logam untuk memenuhi permintaan akan perangkat-perangkat berkekuatan tinggi. Namun, mereka sering bertindak sebagai konsentrator stres dan mereka adalah situs yang rentan untuk hamburan elektron dan serangan korosi.
Akibatnya, batas konvensional sering mengurangi keuletan, ketahanan korosi, dan konduktivitas listrik. Jenis batas spesifik lainnya, yang jauh lebih jarang terjadi pada logam seperti nikel karena energi patahannya yang tinggi, disebut batas kembar.
Nikel unik dalam bentuk seperti kristal tunggal mengandung struktur kembar ultrafine berkepadatan tinggi, tetapi sedikit batas butir konvensional. Nikel khusus ini telah ditunjukkan oleh para peneliti Purdue untuk meningkatkan kekuatan, keuletan, dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
Properti itu penting bagi produsen di beberapa industri - termasuk otomotif, gas, oli, dan perangkat mikro-elektro-mekanis. "Kami mengembangkan teknik hibrida untuk membuat lapisan nikel dengan batas kembar yang kuat dan tahan korosi," kata Xinghang Zhang, seorang profesor teknik material di Purdue's College of Engineering. "Kami ingin pekerjaan kami menginspirasi orang lain untuk menemukan materi baru dengan pikiran segar," kata Zhang.
Solusi dari para peneliti di Purdue adalah dengan menggunakan substrat kristal tunggal sebagai tempat pertumbuhan bersama dengan resep elektrokimia yang dirancang untuk mempromosikan pembentukan batas kembar dan menghambat pembentukan batas butir konvensional.
Batas kembar densitas tinggi berkontribusi pada kekuatan mekanik tinggi melebihi 2 GPa, kepadatan arus korosi rendah 6,91 + 10−8 A cm − 2, dan resistansi polarisasi tinggi 516 kΩ.
"Teknologi kami memungkinkan pembuatan pelapis nikel nanotwinned dengan batas kembar densitas tinggi dan beberapa batas butir konvensional, yang mengarah pada sifat mekanik, listrik, dan ketahanan korosif yang tinggi, menunjukkan ketahanan yang baik untuk aplikasi di lingkungan ekstrem," kata Qiang Li, rekan sesama peneliti di bidang teknik material dan anggota tim peneliti.
"Templat dan resep elektrokimia spesifik menyarankan jalur baru untuk teknik batas dan teknik hibrida dapat berpotensi diadopsi untuk produksi industri skala besar," kata Li.
Aplikasi potensial untuk teknologi Purdue ini meliputi industri semikonduktor dan otomotif, yang membutuhkan bahan logam dengan sifat listrik dan mekanik canggih dalam pembuatannya.
Nikel nanotwinned dapat diaplikasikan sebagai pelapis tahan korosi untuk industri mobil, gas, dan minyak. Teknik hybrid nikel baru ini memiliki potensi tinggi untuk diintegrasikan ke industri sistem mikro-elektro-mekanis setelah desain rekayasa yang cermat.
Perangkat medis MEMS digunakan di departemen perawatan kritis dan area rumah sakit lain untuk memantau pasien. Sensor tekanan yang relevan dan komponen skala kecil fungsional lainnya di MEMS memerlukan penggunaan bahan dengan stabilitas mekanik dan struktural yang unggul dan keandalan bahan kimia. nik/dariberbagaisumber/S-2
