Xe hơi, máy bay sẽ bền và tiết kiệm nhiên liệu hơn trong tương lai?

Từ những năm 40 của thế kỷ trước, người ta đã tạo ra một hợp kim nhôm (tên gọi AA 7075) có độ cứng tương đương với thép nhưng trọng lượng chỉ bằng 1/3, nó hứa hẹn sẽ được sử dụng trong ngành công nghiệp xe hơi.
Hợp kim nhôm AA 7075 có thể giúp phương tiện tiết kiệm nhiên liệu cũng như đạt hiệu quả năng lượng cao hơn với xe điện.
Hợp kim nhôm AA 7075 có thể giúp phương tiện tiết kiệm nhiên liệu cũng như đạt hiệu quả năng lượng cao hơn với xe điện.

Tuy nhiên, hợp kim này lại không thể hàn xì mà đây là kĩ thuật phổ biến để chế tạo khung gầm và các thành phần của động cơ. Mãi đến gần đây với những cải tiến về công nghệ, hợp kim nhôm AA 7075 đã có thể hàn được nhờ một giải pháp thú vị của đại học California.

Sở dĩ hợp kim nhôm nói trên khó hàn bởi khi được nung nóng, cấu trúc phân tử của nó tạo ra một dòng chảy các nguyên tố gồm nhôm, kẽm, ma-giê và đồng không đều từ đó khiến vết nứt hình thành dọc theo vết hàn. Các kỹ sư tại trường kỹ thuật thuộc đại học California, Los Angeles đã nghĩ ra cách đưa những hạt nano titanium carbide - kích thước siêu nhỏ, chỉ bằng một phần tỉ của một mét vào que hàn.

Bằng cách này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra những mối hàn với độ bền kéo lên đến 392 megaPascal (MPa). Thử hình dung một hợp kim nhôm như AA 6061 được sử dụng rộng rãi trong máy bay và xe hơi có độ bền kéo chỉ 186 MPa tại mối hàn. Thêm vào đó, mối hàn sau khi được xử lý nhiệt sẽ có thể tăng độ bền kéo lên đến 551 MPa - độ bền này có thể so sánh với thép.

Cứng và nhẹ, hợp kim nhôm AA 7075 có thể giúp phương tiện tiết kiệm nhiên liệu cũng như đạt hiệu quả năng lượng cao hơn với xe điện. Loại nhôm này cũng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay, chế tạo thân cánh bởi tại đây vật liệu thường được ghép nối bằng ốc vít hay đinh tán thay vì mối hàn. Ngoài ra, hợp kim nhôm AA 7075 còn được dùng trong các sản phẩm không cần ghép nối chẳng hạn như phần khung của điện thoại hay móc carabiner cho người leo núi.

Tuy nhiên chính vì đặc tính khó hàn, đặc biệt là kỹ thuật hàn trong ngành công nghiệp xe hơi khiến nó không được sử dụng rộng rãi. "Kỹ thuật này chỉ là một bước ngoặc đơn giản nhưng điều đó cho phép hợp kim nhôm độ cứng cao được sử dụng rộng rãi hơn trong các sản phẩm được sản xuất hàng loạt như xe hơi hay xe đạp, chúng có các bộ phận thường được lắp ráp cùng nhau. Các công ty có thể dùng lại quy trình và trang thiết bị đã có để đưa hợp kim nhôm siêu cứng này vào dây chuyền sản xuất và sản phẩm của họ sẽ nhẹ hơn, đạt hiệu quả năng lượng cao hơn trong khi vẫn rất bền", Xiaochun Li - giáo sư khoa sản xuất và là nhà thẩm định của nghiên cứu này tại đại học UCLA cho biết.

Hiện tại nhóm nghiên cứu tại UCLA đang làm việc với một hãng sản xuất xe đạp để phát triển nguyên mẫu xe đạp đầu tiên có khung được làm bằng hợp kim nhôm này. Ngoài ra phương pháp nhúng hạt titanium vào que hàn sẽ có thể áp dụng để hàn các vật liệu khó hàn khác, chẳng hạn như kim loại và hợp kim kim loại.

Khi nguồn lực xã hội cùng tham gia gìn giữ di sản quốc gia
Khi nguồn lực xã hội cùng tham gia gìn giữ di sản quốc gia
(Ngày Nay) - Bảo vật quốc gia thường được hình dung là các hiện vật quý hiếm được lưu giữ trong những bảo tàng lớn, bảo quản nghiêm ngặt và ít khi xuất hiện trước công chúng. Tuy nhiên, câu chuyện vừa diễn ra tại TP Hồ Chí Minh cho thấy một xu hướng đang ngày càng rõ nét: Nhiều di sản đặc biệt của quốc gia không chỉ được bảo tồn trong các thiết chế công lập, mà được gìn giữ, phát huy từ chính nguồn lực xã hội.
Mỹ có thể kết thúc xung đột Trung Đông bằng "đòn quyết định" vào kho uranium bí ẩn của Iran?
Mỹ có thể kết thúc xung đột Trung Đông bằng "đòn quyết định" vào kho uranium bí ẩn của Iran?
(Ngày Nay) - Một câu hỏi lớn được đặt ra: liệu Washington có thể kết thúc cuộc chiến bằng cách kiểm soát lượng uranium làm giàu gần cấp độ vũ khí - loại có hàm lượng U-235 rất cao, chỉ còn một bước ngắn nữa là đạt mức có thể dùng để chế tạo bom hạt nhân - mà Iran đang nắm giữ.
Sáng 15/3, hơn 6 triệu cử tri của Thủ đô Hà Nội hoà cùng hơn 78,9 triệu cử tri trên cả nước tiến hành bỏ phiếu bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và đại biểu HĐND các cấp nhiệm kỳ 2026-2031.
Tinh thần, trách nhiệm cao của cử tri Thủ đô
(Ngày Nay) - Theo báo cáo nhanh của Ủy ban Bầu cử thành phố Hà Nội, tính đến 19 giờ cùng ngày, tỷ lệ cử tri đi bỏ phiếu trên toàn thành phố đạt 99,46%, thể hiện tinh thần trách nhiệm và ý thức chính trị cao.
Nga phát triển AI phát hiện bão và lốc xoáy chỉ trong nửa giờ
Nga phát triển AI phát hiện bão và lốc xoáy chỉ trong nửa giờ
(Ngày Nay) - Các nhà khoa học Nga đã huấn luyện trí tuệ nhân tạo (AI) để phát hiện các cơn bão và lốc xoáy chỉ trong vòng 15-30 phút sau khi hình thành, mở ra khả năng cảnh báo sớm và dự báo chính xác hơn. Với bước phát triển này, việc xử lý dữ liệu thủ công để phát hiện những hiện tượng này trước đây có thể mất hàng tháng, trong khi AI có thể hoàn thành trong vài phút.