Ученые создали новую более прочную и легкую сталь для электромобилей

Чтобы продвинуть процесс декарбонизации автомобилей, исследовательская группа из Университета Осака Метрополитан проанализировала, как легирующие элементы, такие как титан, улучшают характеристики стали, оптимизируя процессы соединения, что способствует созданию более легких и долговечных электродвигателей.

Расчеты показывают, как двенадцать металлов, включая титан, образуют связи с азотом или углеродом. Декарбонизация автомобилей предполагает переход от бензиновых двигателей к электродвигателям и использование высококачественных стальных компонентов, снижающих вес автомобиля и обеспечивающих эффективную работу двигателя.

Высокопроизводительные стальные материалы позволяют повысить бесшумность езды и выдерживают износ при высокоскоростном вращении двигателя. Оптимизация процесса модификации стали, который включает обогащение поверхности углеродом, азотом и легирующими элементами, имеет решающее значение для производства этих передовых материалов.

Чтобы понять взаимодействие между элементами в стали, исследовательская группа Университета Осака Метрополитен под руководством доцента Токутеру Уэсуги из Высшей школы информатики провела систематическое исследование. Группа теоретически рассчитала 120 комбинаций того, как 12 легирующих элементов, включая алюминий и титан, взаимодействуют с углеродом во время цементации и азотом в процессе азотирования.

Результаты показали, что когда титан располагается в определенном месте, то он соединяется с азотом или углеродом, упрочняя железо. Аналитические данные группы также показали, что для хорошего сцепления элемент сплава должен иметь больший металлический радиус, чем атом железа.

«Хотя было нелегко выяснить механизм из результатов многочисленных расчетов, мы использовали множественную линейную регрессию и стратифицированный анализ методом проб и ошибок, — заявил профессор Уэсуги. — Ожидается, что эти результаты будут способствовать лучшему пониманию механизмов укрепления стали и повышения ее долговечности, а также разработке более совершенных материалов».

Ранее подход, основанный на современной химии, наконец-то позволил создать золотой материал, который буквально не может стать тоньше, — он состоит из одного слоя атомов. Исследователи назвали этот новый двумерный материал «голден». Он обладает некоторыми интересными свойствами, которые не наблюдаются у трехмерной формы золота.