Обычно при создании связи между металлическими молекулами требуется расплавить материал. Но, как показало исследование Массачусетского технологического института, в некоторых ситуациях процесс наоборот, вредит итоговому результату.

Выводы проекта, представленные в Physical Review Letters и Scripta Materialia, могут сыграть важную роль в разработке покрытий и трехмерной печати. Обе технологии требуют получения прочных связей между материалами. Профессор Кристофер Шух, один из руководителей проекта, объяснил, что одна статья описывает прогресс в технологии для наблюдения высокоскоростных взаимодействий. Во второй отмечается, что плавление может повредить формированию связей между частицами.

Авторы использовали оптическую сеть с высокоскоростной камерой, использующей 16 отдельных приборов зарядовой связью, способной снимать до 300 миллионов кадров в секунду. Она показала, что, при определенных условиях, металлические частицы, напыляемые на поверхность, расплавляют ее, что препятствует прилипанию. Они отклеиваются быстрее, чем твердеет основа. Замечая плохую сцепление покрытие, инженеры обычно стремятся увеличить температуру или скорость напыления. Но исследование четко показало, что они, напротив, должны избегать плавления.

Лучшее сцепление достигается, когда основа и покрытие находятся в твердой фазе, но «плещутся» наподобие жидкости. Явление наблюдается в различных методах обработки металла.

«Теперь понятно, что для соединения этих материалов мы должны создать всплеск без жидкости. С новыми технологиями для наблюдения мы сможем подобрать необходимые для этого условия», — прокомментировал Мостафа Хассани-Гангарадж, один из авторов.

Открытия могут помочь в разработке покрытий для двигателей, позволяя повторно использовать старые части, вместо замены их на новые. Но для этого новая оболочка должна прочно держаться. Выводы принесут пользу и в 3D-печати с применением металла. Технология также требует прочного скрепления слоев.