Aspetto superficiale dell'acciaio sviluppato contenente rame (a sinistra) e controparte senza rame (a destra). Credito:Kenta Yamanaka et al, Università di Tohoku
Macchine industriali e automobilistiche, come parti di motori automobilistici, contengono materiali che sono, calore-, indossare-, e resistente alla corrosione. Sono conosciuti come "plastiche super ingegneristiche, " e continuano a rivoluzionare i processi di produzione. Sebbene siano in realtà di plastica, sono molto più resistenti delle tipiche plastiche che incontriamo nella vita di tutti i giorni. Questi materiali, però, creare un ambiente corrosivo durante la produzione.
Le cose stanno cambiando con una nuova innovazione sviluppata da un team di ricercatori con sede in Giappone. Hanno progettato un nuovo metodo per migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione delle macchine che producono plastiche super ingegneristiche. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati il 27 agosto in npj Degradazione dei materiali , un diario della natura.
"Il mercato globale dei tecnopolimeri è cresciuto negli ultimi anni perché hanno una notevole resistenza alle alte temperature, buona resistenza meccanica ed eccezionale resistenza chimica e ai solventi in ambienti ad alta temperatura, " disse Kenta Yamanaka, autore di articoli e professore associato di elaborazione della deformazione presso l'Istituto per la ricerca sui materiali dell'Università di Tohoku. "Però, durante il processo di fabbricazione, la vite alternativa nell'apparato di fabbricazione soffre solitamente di frequenti perdite per usura perché le materie prime semifluide contengono comunemente un gran numero di fibre di vetro come rinforzo.
Anche le plastiche super ingegneristiche si decompongono in gas solforico, inducendo un ambiente altamente corrosivo oltre alle elevate condizioni di usura fisica. Le viti delle macchine di produzione non possono resistere a lungo a un ambiente del genere.
Vite per stampaggio ad iniezione plastica, come fabbricato con l'acciaio sviluppato. Credito:Kenta Yamanaka et al, Università di Tohoku
Per correggere questo problema, Yamanaka e i ricercatori hanno studiato una lega di acciaio nota come acciaio ad alta velocità, che è attualmente utilizzato principalmente per gli strumenti. Secondo Yamanaka, l'acciaio ha eccezionali proprietà meccaniche a temperatura ambiente e a temperature elevate, ma è vulnerabile alla corrosione.
I ricercatori hanno utilizzato una lega a base di acciaio ad alta velocità e l'hanno trattata con rame.
"La resistenza all'usura e alla corrosione degli acciai generalmente mostra una relazione di compromesso, " ha detto Yamanaka. "In questo studio, dimostriamo che l'aggiunta di tracce di rame agli acciai ad alta durezza migliora significativamente la resistenza alla corrosione delle leghe, risultando in un'eccellente combinazione di resistenza all'usura e alla corrosione."
Dopo aver analizzato la lega attraverso studi di imaging e sperimentali, i ricercatori hanno scoperto di aver sviluppato con successo un acciaio altamente resistente all'usura e alla corrosione. Prossimo, hanno in programma di studiare ulteriormente le proprietà della lega per l'applicazione in altri campi.
