Un esperimento sull'introduzione del diamante su scala nanometrica in una fusione di alluminio mediante trattamento ad ultrasuoni presso la Brunel University (Londra, Regno Unito) è stato completato. Il risultato sarà utilizzato per creare nuovi materiali, principalmente per il trasporto marittimo. L'esperimento è stato condotto presso il Brunel Center for Advanced Solidification Technology (BCAST) sotto la guida di Dmitry Eskin, Professore alla TSU e alla Brunel University di Londra.

Nessuno aveva precedentemente sintetizzato leghe con nanodiamanti; per questo, sono state utilizzate particelle più grandi o grafite. Gli scienziati della TSU considerano il diamante un materiale promettente per la produzione di leghe temprate, sebbene vengano utilizzate anche altre nanoparticelle.

I materiali risultanti possono essere utilizzati nell'aeromobile, settore automobilistico, e le industrie spaziali per la fabbricazione di conchiglie, decorazione d'interni, e altri elementi non legati agli attuatori (motori, riduttori). Ridurranno il peso e miglioreranno i parametri di sicurezza del veicolo.

"L'esperimento sull'introduzione e distribuzione di nanoparticelle in lega di alluminio è stato condotto per capire come aumentare le caratteristiche meccaniche della lega durante le lavorazioni tecnologiche (duttilità, saldabilità, e altri) e funzionamento (resistenza alla corrosione), mantenendo la qualità, "dice Nikolai Kakhidze, uno studente di Master presso la Facoltà di Fisica e Ingegneria, che è appena tornato da uno stage alla Brunel University. "Per l'introduzione di nanoparticelle nella lega di alluminio, abbiamo usato legature speciali con diamante su scala nanometrica, che sono stati ottenuti con il metodo originale di compattazione ad onde d'urto brevettato da TSU (brevetto RF n. 2654225)."

Il diamante su nanoscala è una polvere di diamanti, con una dimensione delle particelle di diversi nanometri. Le leghe madri sono leghe ausiliarie utilizzate per introdurre altri elementi nel metallo liquido. In questo esperimento, sono canne che in seguito saranno abbastanza convenienti e tecnologicamente avanzate per l'uso in produzione.

L'esperimento ha mostrato che la lega risultante è di alta qualità, senza pori e difetti. Così, i parametri scelti dagli scienziati hanno permesso di introdurre nanoparticelle nella lega senza degradare la qualità del materiale di partenza; ciò contribuirà ulteriormente ad un significativo aumento delle proprietà meccaniche.

La produzione di nuove leghe leggere a base di alluminio con caratteristiche migliorate è un compito urgente per la scienza dei materiali. L'introduzione anche di una piccola quantità di nanoparticelle (meno dell'1%) può portare ad un aumento significativo delle proprietà fisiche e meccaniche di leghe di alluminio poco costose. Tali composti avranno un costo inferiore rispetto agli analoghi attualmente utilizzati, dove il costoso scandio viene utilizzato per le legature.

Lo studio è stato condotto nel Laboratorio di Ricerca sulle Alte Energie e Materiali Speciali della TSU nell'ambito del progetto relativo alla produzione di materiali per la cantieristica marina.

BCAST è una divisione della Brunel University London. È impegnata nella ricerca innovativa nella tecnologia di controllo della cristallizzazione, lo sviluppo di metodi per la lavorazione del metallo liquido. Conducono anche la propria ricerca applicata con singoli partner industriali.