Perlit je jedan od najjačih materijala na svetu koji se može pretvoriti u tanke i duge žice. Čvrstoća perlitu omogućava da izdrži vrlo veliku težinu, ali ono što ga čini posebnim je njegova sposobnost rastezanja i podnošenja plastične deformacije pre loma (duktilnost).
Duktilnost je važna za izgradnju mostova jer čak i ako je materijal dovoljno jak da izdrži veliku težinu, može se slomiti kada se podvrgne istezanju ako nije dovoljno duktilan. Zbog toga se konstrukcije od betona mogu srušiti tokom nasilnih zemljotresa. Perlit se koristi za viseće mostove jer pomaže da se izdrže snažni potresi dok daje potporu velikoj težini.
Foto: Kanazawa University
Perlit je napravljen od naizmeničnih nano-slojeva cementita i ferita. Cementit mu pomaže da bude čvrst, dok ferit pomaže da postane duktilan. Međutim, do sada istraživači nisu znali kako tačno ova dva jedinjenja funkcionišu zajedno i perlitu daju poseban kvalitet, kao i kako kontrolisati njihov zajednički rad u cilju dobijanja još boljeg materijala.
Oglas
Istraživači sa Kanazawa University su otkrili da poremećaji ili dislociranja u rasporedu atoma duž sučelja između cementita i feritnog sloja štite cementit od lomljenja usled rastezanja ili kompresije. Njihova studija objavljena je prošlog meseca u časopisu „Acta Materialia“.
„Razmak između dislokacija na spoju cementit-ferit određuje kako deformacija putuje kroz nano-slojeve", kažu autori. „Manipulacija dislociranom strukturom i udaljenost između dislokacija mogu da kontrolišu duktilnost perlita."
Istraživači su koristili računarske simulacije kako bi videli kako će se perlitna žica deformisati sa dislokacijama različitih orijentacija i različitih udaljenosti između njih duž feritno-cementnog sučelja. Otkrili su da određene dislocirane strukture i udaljenosti mogu sprečiti stvaranje pukotina ili širenje po sloju cementita.
„Povećanje duktilnosti perlita znači da može odoleti većem naporu smicanja bez lomljenja ili kidanja", kažu autori. To može dovesti do nove generacije materijala za izgradnju zgrada i mostova koji mogu izdržati jake zemljotrese.
Istraživači veruju da manipulacija dislokacijama koje se sastoje od celokupnih klastera atoma mogu biti opšta tehnika za poboljšanje ne samo duktilnosti već i drugih svojstava materijala kako bi se zadovoljile određene inženjerske i građevinske potrebe.
