Tema

Legering av inkompatibla grundämnen möjlig

Det man tidigare trott var omöjligt har nu visat sig vara fullt möjligt – en legering mellan två helt inkompatibla grundämnen. Dessa rön publiceras i veckans upplaga av ansedda tidskriften Proceedings of the National Academy of Science, PNAS.

Ett forskarteam lett av professor H.K. Mao vid Carnegie Institution of Washington och professor Rajeev Ahuja, Uppsala universitet, har med hjälp av högtrycksexperiment och kvantmekaniska beräkningar undersökt egenskaperna hos Ce3Al under högt tryck.

– Vi fann överraskande att cerium och aluminium bildade s k substitutionella legeringar under högt tryck. Denna typ av legering har tidigare bara visats för grundämnen med liknande atomradie och elektronegativitet, säger professor Rajeev Ahuja.

Skillnaden i atomradie och elektronegativitet hos cerium och aluminium minskades genom ett pålagt tryck. Både experimentell synkrotron röntgendiffraktion och kvantmekaniska beräkningar visade samstämmigt exakt vad som gjorde att skillnaderna i atomradier och elektronegativitet minskade och gjorde legeringen av de två grundämnena möjlig. Även efter att ha återvänt till normalt tryck bibehölls legeringen.

Denna upptäckt möjliggör nya typer av legeringar med andra proportioner av cerium och aluminium samt legeringar av cerium med andra inkompatibla grundämnen.

– Dessa nya legeringar kan ha många intressanta och användbara mekaniska, elektriska och magnetiska egenskaper som nu kan utforskas, säger Rajeev Ahuja.

De nya rönen har möjliggjorts av nyligen utvecklade tekniker för högtrycksexperiment med diamantceller och synkrotronstrålning. De stora kvantmekaniska beräkningarna har utförts vid UPPMAX (Uppsala Multidisciplinary Center for Advanced Computational Science) vid Uppsala Universitet.

Kontaktinformation
För mer information, kontakta:
Wei Luo, tel. 018-471 31 52, e-post: wei.luo@fysik.uu.se, Andreas Blomqvist, tel. 018-471 58 52, e-post: andreas.blomqvist@fysik.uu.se eller professor Rajeev Ahuja, tel. 070-425 09 35, e-post: rajeev.ahuja@fysik.uu.se

Legering av inkompatibla grundämnen möjlig

 lästid ~ 1 min