O echipă condusă de cercetătorii de la Facultatea UCLA de Inginerie şi Ştiinţe Aplicate Henri Samueli au creat un metal de construcţie cu rezistenţă şi un modul de elasticitate foarte mare, sau altfel spus, cu un raport bun de rigiditate-greutate.
Noul metal este compus din magneziu combinat cu nanoparticule ceramice de carbură de siliciu.
Acesta ar putea fi utilizat pentru a construi avioane uşoare, nave spaţiale şi maşini, ajutând la îmbunătăţirea consumului eficient al combustibilului, precum şi în electronica mobilă şi dispozitivele biomedicale.
Pentru a creea un super-dur şi uşor metal, echipa a descoperit un nou mod de a dispersa şi de a stabiliza nanoparticulele din metalele topite.
De asemenea, ei au dezvoltat o metodă de fabricare care ar putea deschide calea pentru mai multe metale uşoare de înaltă performanţă. Cercetarea a fost publicată în revista Nature.
Vedeţi şi: Cercetătorii au făcut grafenul de 100 de ori mai ieftin ca oricând
“S-a sugerat şi mai înainte că nanoparticulele ar putea spori cu adevărat rezistenţa metalelor fără a deteriora plasticitatea lor, cum ar fi în special metalele uşoare aşa ca magneziul, dar, nici o echipă nu a fost capabilă de a dispersa nanoparticulele ceramice în metale topite până acum”, au spus Xiaochun Li, principalul cercetător al investigaţiei şi şef al Catedrei Raytheon de Tehnologie şi Construcţie de Maşini de la UCLA.
“Cu o combinare a fizicii şi a prelucrării metalelor, metoda noastră deschide un nou mod de a îmbunătăţi performanţele a mai multor tipuri de metale prin combinarea lor uniformă cu nanoparticulele dense cu scopul de a îmbunătăţi performanţa şi durabilitatea metalelor pentru a face faţă provocărilor de astăzi”.
Metalele de construcţie sunt metalele menite să susţină greutăţi mari, ele sunt utilizate în clădiri şi vehicule.
Magneziul, la doar două treimi din densitatea aluminiului, este cel mai uşor metal de construcţie. Carbura de siliciu este o ceramică ultra-tare, frecvent utilizată în lamele industriale de tăiere.
Tehnica cercetătorilor de perfuzie (infusion) a unui număr mare de particule de carbură de siliciu mai mici de 100 nanometri cu magneziul adaugă o tărie semnificativă, rigiditate, plasticitate şi durabilitate la temperaturi ridicate.
Particulele ceramice au fost mult timp considerate o potenţială modalitate de a face metalele mai rezistente. Cu toate acestea, procesul de perfuzie (infusion process) cu microparticulele ceramice duce la o pierdere a plasticităţii.
Pentru a contracara această problemă, cercetătorii au dispersat particule într-un aliaj de zinc-magneziu. Dispersia nanoparticulelor noi descoperite se bazează pe energia cinetică de mişcare a particulelor. Aceasta stabilizează dispersia particulelor şi pervine aglomerarea.
Pentru a îmbunătăţi şi mai mult rezistenţa noului metal, cercetătorii au folosit o tehnică numită torsiune de înaltă presiune pentru al comprima.
“Rezultatele obţinute până în prezent doar zgârie suprafaţa unei comori ascunse, a unei noi clase de metale cu proprietăţi şi funcţionalităţi revoluţionare”, a spus Li.
Noul metal (mai exact numit,nanocompozit de metal) este aproximativ compus 14 la sută din nanoparticule de carbură de siliciu şi 86 la sută din magneziu. Cercetătorii au remarcat faptul că magneziul este o resursă răspândită şi extinderea utilizării sale nu va provoca daune mediului.
Sursă: PHYS.ORG
Lasă un răspuns