L'alluminio è uno dei materiali più promettenti per l'industria aeronautica e automobilistica. Gli scienziati della National University of Science and Technology (MISIS) hanno trovato un modo semplice ed efficiente per rafforzare i materiali compositi a base di alluminio. Drogando fusione di alluminio con nichel e lantanio, gli scienziati sono riusciti a creare un materiale che combinasse i vantaggi dei materiali compositi e delle leghe standard:flessibilità, forza, leggerezza. L'articolo sulla ricerca è pubblicato su Lettere materiali .

Aerei e veicoli più leggeri e veloci richiedono materiali più leggeri. Uno dei materiali più promettenti è l'alluminio, o piuttosto, compositi a base di alluminio.

Gli scienziati della scuola scientifica NUST MISIS "Transizioni di fase e sviluppo di leghe non ferrose" hanno creato un nuovo forte composito Al-Ni-La per l'industria aeronautica e automobilistica. Alla fusione di alluminio sono stati aggiunti elementi droganti, formando composti chimici speciali che ulteriormente formavano una forte struttura di rinforzo.

"Il nostro gruppo di ricerca, guidato dal professor Nikolai Belov, ha lavorato per molti anni alla creazione di compositi a base di alluminio. Il composito Al-Ni-La è uno di questi progetti, finalizzato alla realizzazione di materiale composito "naturale" a base di alluminio con più del 15% vol. di elementi dopanti. Una caratteristica del nuovo sviluppo è l'elevata capacità rinforzante dei composti chimici a struttura ultrafine:il diametro degli elementi di rinforzo non supera alcune decine di nanometri. In precedenza, i ricercatori si sono limitati allo studio di sistemi in cui è ovviamente impossibile ottenere un'efficace struttura di rinforzo. Oppure hanno prodotto materiali compositi con metodi di metallurgia delle polveri ad alta intensità di lavoro (sinterizzazione di polveri), o tecnologie in fase liquida di impastare nanoparticelle nel fuso, "Torgom Akopyan, uno degli autori, ricercatore presso il NUST MISIS Department of Metal Forming, Commenti.

Oggi, l'alluminio viene rinforzato principalmente con l'ausilio di nanopolveri, ma questo è un processo estremamente costoso e dispendioso in termini di tempo, dove il risultato non sempre giustifica il costo. Per esempio, con un aumento della forza solo del 5-20%, la plasticità può diminuire di decine di percento o anche più volte. Inoltre, le particelle stesse sono troppo grandi, da 100 nanometri a 1-2 micrometri, e la loro % vol. è basso.

Lo sviluppo dello scienziato NUST MISIS risolve il problema del rinforzo non uniforme e della bassa densità dei compositi "in polvere":se viene utilizzata una tecnica di fusione, dopo la cristallizzazione di Al-Ni-La il diametro della particella drogante non supera i 30-70 nanometri. Grazie alla cristallizzazione "naturale", le particelle sono distribuite uniformemente, formare una struttura di rinforzo. Quindi, il composito diventa più forte e più flessibile dei suoi analoghi in polvere.

"Il nostro composito dimostra già caratteristiche migliori rispetto ai suoi analoghi, compresi quelli stranieri. Però, non ci fermeremo qui, e in futuro prevediamo di continuare a lavorare alla creazione di più avanzati, complesso (3-, 4- e più fasi) e compositi economici, il cui ciclo produttivo comprenderà l'uso di alluminio di purezza tecnica e componenti di lega più economici, "aggiunge Torgom.

Secondo gli scienziati, il materiale proposto può essere utilizzato principalmente nell'industria aeronautica e automobilistica, così come per la progettazione della robotica moderna, compresi gli elicotteri, dove ridurre il peso del drone è fondamentale. A causa delle peculiarità della formazione della struttura, il materiale proposto può essere utilizzato per la fabbricazione di parti complesse tramite stampa 3D. Inoltre, nuovi sviluppi possono essere di importanza strategica da un punto di vista economico. Al momento, la quota principale di profitto nell'industria dell'alluminio in Russia è l'esportazione di alluminio primario. La creazione di nuovi sviluppi ad alta tecnologia con un maggiore valore aggiunto aumenterà i profitti espandendo i mercati nazionali ed esteri per il consumo di alluminio.