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तरल धातु भंगुरता (LME)

1930
  • Adolph S. Rehbinder
Materials scientist analyzing metal fracture due to liquid metal embrittlement in a laboratory.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

Liquid metal embrittlement is a phenomenon where a normally ductile solid metal experiences a severe loss of लचीलापन and fails in a brittle manner when wetted by a specific liquid metal while under tensile तनाव. The failure is often catastrophic and rapid. The mechanism involves the liquid metal atoms adsorbing at a crack tip, which reduces the cohesive strength of the solid’s atomic bonds.

For LME to occur, several conditions must be met: the presence of a tensile stress, intimate contact between the solid and liquid metals, and a specific metallurgical pairing. A classic and dramatic example is the embrittlement of aluminum by liquid gallium. A small drop of gallium on an aluminum part under stress can cause it to fracture almost instantly. The technical novelty of understanding LME was the recognition that fracture could be driven by a surface energy phenomenon rather than bulk material properties alone. The liquid metal atoms effectively ‘unzip’ the atomic bonds at the crack tip by lowering the energy required for crack propagation.

एलएमई की गंभीरता तापमान, तनाव स्तर और विशिष्ट ठोस-तरल धातु युग्म जैसे कारकों पर निर्भर करती है। दोनों धातुओं के बीच घुलनशीलता एक महत्वपूर्ण कारक है; कम पारस्परिक घुलनशीलता वाले तंत्र अक्सर इसके प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। ऐतिहासिक रूप से, गैल्वेनाइज्ड स्टील फ्रेमवर्क जैसी संरचनाओं या उन घटकों में जहां पारा थर्मामीटर टूट जाते थे, अप्रत्याशित विफलताओं का कारण एलएमई को माना जाता था। यह ज्ञान इंजीनियरिंग डिजाइन में सामग्री चयन और अनुकूलता मूल्यांकन के लिए आधारभूत बन गया, विशेष रूप से एयरोस्पेस और परमाणु क्षेत्रों में जहां भिन्न धातुएं अक्सर एक दूसरे के निकट होती हैं।

UNESCO Nomenclature: 3308
सामग्री विज्ञान

Type

भौतिक प्रक्रिया

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • थॉमस यंग का सतही तनाव और सामंजस्य पर किया गया कार्य
  • जोशिया विलार्ड गिब्स द्वारा ऊष्मागतिकी और अंतरास्थि ऊर्जा अवधारणाओं का विकास
  • धात्विक बंधन और क्रिस्टल संरचनाओं की समझ
  • हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग और सोल्डरिंग जैसी औद्योगिक प्रक्रियाओं ने प्रभाव का अवलोकन करने के अवसर प्रदान किए।

आवेदन

  • उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों (जैसे, हीट एक्सचेंजर) में संवेदनशील धातु युग्मों के बीच संपर्क से बचने के लिए डिजाइन दिशानिर्देश।
  • पिघली हुई धातुओं का उपयोग करने वाले उद्योगों में विफलता विश्लेषण, जैसे कि सोल्डरिंग, ब्रेज़िंग और गैल्वनाइजिंग।
  • तरल धातु शीतलक का उपयोग करने वाले परमाणु रिएक्टरों में सुरक्षा जोखिमों को समझना
  • सामग्री पुनर्चक्रण या विध्वंस के लिए नियंत्रित विखंडन अनुप्रयोग

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • lme-based ‘demolition paint’ for controlled deconstruction of metal structures
  • self-destructing electronic components for secure data disposal using an encapsulated lme agent
  • advanced solders with integrated inhibitor elements to prevent lme in surrounding components
  • lme-assisted machining for creating complex micro-features in hard-to-cut alloys
  • recycling processes that use lme to easily separate components of complex alloys
  • smart structural health monitoring systems that detect the presence of embrittling liquid metals
  • protective coatings with chemical barriers that are inert to common liquid metal embrittlers
  • 3d printing techniques that co-deposit a solid matrix and an encapsulated liquid metal for creating materials with programmable fracture paths
  • lme-based actuators that trigger a mechanical response upon reaching a specific temperature
  • forensic engineering kits for rapidly identifying lme as a cause of failure in the field
Related to: liquid metal embrittlement, lme, brittle fracture, gallium, aluminum, mercury, stress corrosion, metallurgy, interfacial energy, अधिशोषण.

ऐतिहासिक संदर्भ

तरल धातु भंगुरता (LME)

1922
1925-01-01
1930
1930
1930
1930
1934
1922
1924
1927
1930
1930
1930
1930
1940

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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