(Phys.org)—Un team di ricercatori provenienti da Cina e Francia ha regolato la durezza dei metalli a nanograna applicando l'elettrodeposizione e la ricottura. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il team descrive la loro tecnica e suggerisce alcune applicazioni che ritengono possano trarre vantaggio da tali trattamenti sui metalli.

I metalli normali tendono a diventare più duri man mano che la loro dimensione dei grani si riduce (come descritto dalla relazione Hall-Petch), ma lo stesso non è sempre vero per alcuni metalli a nanograna:in realtà crescono più morbidi. Nei metalli normali, la dimensione dei grani più piccola aumenta la resistenza a causa degli accumuli tra i grani:i tamponamenti agiscono contro la dislocazione, rendendo più difficile la piegatura o la rottura del metallo. Ma quando la dimensione del grano è su scala nanometrica (da 10 a 30 nm di dimensione), le cose cambiano, perché invece di pile-up, i grani a volte possono semplicemente muoversi quando sono stressati. Ciò significa che alcuni metalli a nanograna possono effettivamente diventare più morbidi man mano che si verifica una maggiore migrazione. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno scoperto un modo per manipolare la migrazione dei grani che ha permesso loro di regolare la durezza di un metallo.

La nuova tecnica prevedeva l'uso dell'elettrodeposizione (usando l'elettricità per ridurre i metalli disciolti per formare rivestimenti) e la ricottura (riscaldando poi lasciando raffreddare lentamente) un campione di nichel e molibdeno. Così facendo spinse il molibdeno nei confini tra i grani di nichel, che ha impedito ai grani di nichel di migrare sotto stress. Il risultato è stato un metallo di nichel realizzato con nanograni che era molto più forte che se fosse stato realizzato con mezzi convenzionali.

I ricercatori riferiscono che più piccoli sono i grani, meglio funzionava la loro tecnica, che ha permesso loro di creare diverse versioni sintetizzate di metalli a nanograna che erano straordinariamente duri, in alcuni casi duri come la ceramica. Ritengono che la loro tecnica potrebbe portare allo sviluppo di nuovi metalli con una durezza senza precedenti o rivestimenti che potrebbero proteggere altri materiali più morbidi o più sensibili. Notano che la loro tecnica consente la creazione di metalli con gradi di durezza molto variabili variando la dimensione dei grani e il grado in cui viene utilizzata l'elettrodeposizione rispetto alla ricottura e se viene sintetizzata del tutto, che offre ai produttori più opzioni durante la progettazione dei prodotti.

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