Как свинец становится тверже стали: секрет неожиданной трансформации.
Этот металл легко царапается, гнется и чеканится, но , внимание, только в нормальных условиях. При воздействии же на него экстремального давления свинец становится в 10 раз тверже стали.
Новые свойства свинец проявил во время экспериментов, результаты которых опубликованы в издании Physical Review Letters
. Чтобы изучить, как меняется прочность свинца под давлением, исследователи быстро сжали образец с помощью лазеров, которыми располагает ливерморская национальная лаборатория имени Лоуренса, расположенная в Калифорнии. Давление внутри образца достигло примерно 400 гигапаскалей - такое же давление присутствует в ядре земли.
Прочность материала характеризует его реакцию на напряжение - силу, приложенную к заданной области. Чем большее напряжение может выдержать вещество, прежде чем оно деформируется, тем оно прочнее. Физик Эндрю крайгер из университета Лоуренса ливермора и его коллеги наблюдали, как колебания в свинце растут и меняются в условиях высокого давления. Рост был относительно медленным, а значит металл был в 250 раз прочнее свинца, находящегося в нормальных условиях, и примерно в 10 раз тверже высокопрочной стали.
Исследование показывает, что давление меняет структуру свинца, вызывая перестройку его кристаллической атомной решетки. Ученые пришли к выводу, что именно это структурное изменение приводит к преобразованию свинца в более прочный металл.
Когда материалы сжаты, их свойства могут существенно измениться. Например, водород, представленный на земле в виде газа, под давлением может превратиться в металл. Понимание того, как свойства вещества изменяются под давлением, может помочь создавать защитное снаряжение нового уровня, например, пуленепробиваемые жилеты. Кстати, башни танков Т - 34 изготавливались методом литья под давлением, что делало их гораздо прочнее, чем башни других танков, участвовавших в великой отечественной войне.