Gelişmiş alaşım malzeme geliştirme için kaynak teknolojisini güvenceye almak üzere önemli bir süreç geliştirmiştir. Metastable fazında gelişmiş bir metal hidrit malzeme geliştirdi, bir büyüme mekanizması önerdi ve sonuçları doğada yayınladı
“Grafit” ve “elmas” gibi, sabit fazların fiziksel özelliklerinden farklı fiziksel özelliklere sahip metastable fazlarına olan ilgi de artıyor. Bununla birlikte, metastable faz malzemelerinin üretilmesine yönelik işlemler oldukça sınırlıdır. Yeni bir metastable-phase sentez yönteminin geliştirilmesi ile ilgili olarak, çeşitli malzemelerin fiziksel özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilecek yeni bulgular yayınlanmıştır.
DR. Chun başkanındaki Dong adlı araştırma ekibi temiz Enerji Araştırma Bölümü’nde, Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde (KIST; Başkan: Yoon, Seok Jin) kazandı ve yeni, gelişmiş bir metastable-phase palladyum hidrit (PdHx) materyali geliştirdiklerini duyurdu. Dahası, büyüme mekanizmasını tanımladılar ve bunu dünyanın bilim ve teknoloji alanındaki en yetkili gazetelerinden biri olan doğanın en son sayısında (49.962 ISE) yayınladılar.
Bir metastable-phase malzemenin kararlı fazdaki enerjiden daha fazla termodinamik enerjisi vardır, ancak düşük termodinamik enerjiyle kararlı fazda bulunan diğer malzemelerin aksine stabil faza ulaşmak için önemli miktarda enerji gerektirir. Araştırma ekibi, hidrojeni bir metalin içinde dağılmadan, hidrojeni uygun bir hidrojen atmosferi altında depolayabilecek bir malzemeyi yetiştirerek metal bir hidrit’i doğrudan sentezledi. Özellikle, yeni kristal yapılı metastable-phase metal hidrit’i başarılı bir şekilde geliştirdiler. Ayrıca, geliştirilmiş metastable-phase malzemenin iyi bir termal kararlılık ve sabit faz malzemesinin iki katı hidrojen depolama kapasitesine sahip olduğunu da doğruladılar.
Araştırma ekibi, bu bulguların teorik temelini ve bilimsel kanıtlarını hatırlamak için analiz amacıyla nanometre büyüklüğünde kristaller için 2B elektron mikroskop görüntülerinden 3B görüntüleri yeniden oluşturan atomik elektron tomografisi kullandı. Sonuç olarak, metastable fazının termodinamik olarak stabil olduğunu gösterdiler, metastable-phase kristallerinin 3D yapısını belirlediler ve “çok aşamalı kristalleşme” adı verilen yeni bir nanoparçacık büyüme mekanizması önerdiler. Bu çalışma, çoğu araştırmanın istikrarlı faz malzemeleri geliştirmeye odaklandığı, metastable-phase-based material Development’da yeni bir paradigmayı ortaya çıkardığı için önem taşıyor.
DR. Chun, “Bu çalışma bulgularının, hafif atomlar içeren gelişmiş alaşım malzemelerin geliştirilmesinde kaynak teknolojisi elde etmek için önemli bir süreç sağladığını” vurguladı. Bir ek çalışmanın, hidrojen ve lityum depolayabilen metastable faz tabanlı çevre dostu enerji malzemelerinin geliştirilmesinde yeni bir paradigmayı ortaya çıkarması bekleniyor. Günümüzün yarı iletken endüstrisinde önemli bir malzeme olan tek kristal silikon üretmek için kullanılan Czochralski (CZ) yöntemine benzer şekilde, gelişmiş malzeme gelişimine katkıda bulunacak büyük potansiyele sahip bir kaynak teknolojisi olacaktır.”