I ricercatori della Monash University in Australia hanno utilizzato una combinazione di immagini e simulazioni su scala atomica per migliorare la comprensione della fase di rafforzamento del theta-prime nel sistema in lega di alluminio e rame.

In uno studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura , gli autori hanno dimostrato che il miglioramento della fase è stato consentito introducendo un grande afflusso di difetti cristallini specifici, o "posti vacanti".

Hanno studiato la trasformazione theta-prime nella lega binaria Al-1.7at.%Cu, una lega che costituisce la base di molte leghe commerciali ampiamente utilizzate nell'industria aerospaziale. Hanno riportato la nucleazione diretta e rapida della fase theta-prime, nonché di una fase precipitata inaspettata.

I ricercatori descrivono questo percorso di nucleazione come diretto da un modello, poiché coinvolge una fase precursore che funge da modello strutturale per le fasi nucleate.

Considerando che la nucleazione è lenta e scarsa quando la lega sfusa è sottoposta a un trattamento termico convenzionale, lo studio ha mostrato che la nucleazione è rapida e abbondante quando il trattamento termico viene applicato a un campione con una delle sue dimensioni su scala nanometrica. Lo studio ha anche rivelato il ruolo fondamentale dei posti vacanti nel consentire la nucleazione diretta dal modello.

I risultati hanno importanti implicazioni per i meccanismi di precipitazione in materiali su scala nanometrica o nanostrutturati, così come in condizioni associate a un gran numero di difetti reticolari come materiali lontani dall'equilibrio o soggetti a livelli estremi di deformazione o intensa irradiazione di ioni.

Autore principale, Professore Associato Laure Bourgeois del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali e del Monash Center for Electron Microscopy, ha dichiarato:"abbiamo dimostrato che la trasformazione diventa molto più facile dopo l'introduzione di posti vacanti nella fase theta-prime in diverse situazioni:nei nanomateriali, sotto irraggiamento di un fascio di elettroni in un microscopio elettronico, e deformando e riscaldando materiali sfusi."

"Offrendo una migliore comprensione di come promuovere la fase di rafforzamento, miriamo a contribuire alla progettazione di migliori leghe leggere ad alta resistenza che offrono prestazioni superiori."