Un metal nou și foarte rezistent

O echipă de cercetători a creat o structură metalică foarte ușoară și extrem de rezistentă. Pentru asta, au găsit metode noi de a dispersa si stabiliza nano-particulele în metalele topite.

Echipa de la UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science a creat un metal compus din magneziu cu nano-particule infuzate din carbid silicizat. Poate fi folosit la fabricarea avioanelor, navetelor spațiale și mașinilor, contribuind la economisirea carburanților, dar și a electronicelor mobile sau device-urilor biometrice. Reușita a fost publicată în revista Nature.

„A fost propusă ideea ca nano-particulele ar putea mări rezistența metalelor fără a le afecta plasticitatea, în special metalele ușoare precum magneziul, dar nu reușise nimeni sa disperseze nano-particulele în metale topite până acum. Cu o infuzie de fizică și procesare a metalelor, metoda noastră pavează drumul către o performanță mărită a multor tipuri de metal prin infuzarea omogenă a nano-particulelor dense pentru a mări performanța metalelor pentru ca aceste materiale să îndeplinească cerințele energetice și sustenabile ale societății din prezent.” – Xiaochun Li and Raytheon Chair, Manufacturing Engineering UCLA

Metalele structurale sunt metale create pentru a prelua greutatea. Sunt folosite la construcția clădirilor și vehiculelor. Magneziul, care are două treimi din densitatea aluminiului, este cel mai ușor metal. Carbidul silicizat este o ceramică ultra-dură utilizată în lamele industriale. Metoda folosită de cercetători, de a infuza un număr mare de particule de carbid silicizat mai mici de 100 nano-metri în magneziu a mărit duritatea, rigiditatea, plasticitatea și durabilitatea la temperaturi ridicate.

Particulele la scara nano pot mări duritatea prin menținerea în paralel a plasticității sau chiar îmbunătățind-o, dar particulele ceramice tind să se aglomereze într-un loc pentru ca particulele mici sunt atrase unele de altele. Pentru a împiedica asta, cercetătorii au dispersat particulele într-un aliaj din zinc și magneziu topit. Dispersarea nou-descoperită a nano-particulelor se bazează pe energia cinetică găsită în mișcarea particulelor. Aceasta stabilizează dispersarea și previne aglomerarea.

Pentru a spori rezistența, savanții au folosit o tehnică intitulată „torsiune la presiuni înalte” pentru a comprima metalul.

„Rezultatele pe care le-am obținut reprezintă doar o fină zgârietură a comorii pe care o reprezintă aceasta clasa nouă de metale revoluționare” – Xiaochun Li

Noul metal, sau mai bine spus metal nano-compozit, este format din 14% carbid silicizat si 86% magneziu. Cercetările au relevat faptul că magneziul este o resursă comună și că utilizarea lui la scară larga nu ar afecta mediul.

Studiul a fost finanțat parțial de National Institute of Standards and Technology.

[sursa]