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.

World Cup 2026: FIFA tung "vũ khí bí mật" trước giờ khai mạc
World Cup 2026: FIFA tung "vũ khí bí mật" trước giờ khai mạc
(Ngày Nay) - Vào ngày 11/6 tới – đúng thời điểm khai mạc World Cup 2026, Liên đoàn Bóng đá thế giới (FIFA) sẽ phát hành trò chơi điện tử mới mang tên "FIFA World Cup: Launch Edition" trên nền tảng Netflix Games và cung cấp hoàn toàn miễn phí cho các khán giả thuê bao.
WHO và CDC châu Phi công bố kế hoạch lớn ứng phó Ebola
WHO và CDC châu Phi công bố kế hoạch lớn ứng phó Ebola
(Ngày Nay) - Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cùng Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) châu Phi ngày 5/6 vừa công bố kế hoạch ứng phó chung trị giá 518 triệu USD nhằm đối phó với đợt bùng phát dịch Ebola đang diễn biến phức tạp tại Cộng hòa Dân chủ (CHDC) Congo và có nguy cơ lan sang các quốc gia láng giềng.
LHQ: Thế giới đang bên miệng vực khủng hoảng đói nghèo
LHQ: Thế giới đang bên miệng vực khủng hoảng đói nghèo
(Ngày Nay) - Liên hợp quốc (LHQ) ngày 5/6 cho biết những cảnh báo từng bị xem là quá bi quan về nguy cơ hàng chục triệu người rơi vào cảnh thiếu đói vì xung đột tại Trung Đông đang dần trở thành hiện thực. Theo tổ chức này, xung đột kéo dài giữa Israel, Mỹ và Iran không chỉ làm rung chuyển khu vực Trung Đông mà còn đang tạo ra những tác động dây chuyền lên thị trường năng lượng, giá lương thực và an ninh lương thực toàn cầu.
Thử nghiệm trên người vaccine “phổ quát” đầu tiên do AI thiết kế
Thử nghiệm trên người vaccine “phổ quát” đầu tiên do AI thiết kế
(Ngày Nay) - Các nhà khoa học Anh vừa hoàn thành thử nghiệm trên người một loại vaccine có thành phần kháng nguyên hoàn toàn do trí tuệ nhân tạo (AI) thiết kế, đánh dấu cột mốc mới trong lĩnh vực phát triển vaccine. Tuy nhiên, kết quả ban đầu cho thấy vaccine mới chỉ tạo ra phản ứng miễn dịch ở mức khiêm tốn.