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I ricercatori della Belgorod State University (BSU) e dello Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech) hanno studiato le leghe di alluminio a livello atomico e hanno trovato modelli che aiuteranno a migliorarne la struttura. I risultati saranno utili per lo sviluppo di nuove leghe per velivoli moderni.
Secondo Marat Gazizov, ricercatore senior presso il Laboratorio delle proprietà meccaniche dei materiali nanostrutturati e resistenti al calore della BSU, lo studio si è concentrato sul sistema Al-Cu-Mg-Ag utilizzato per la pelle dell'ala e della fusoliera. Le leghe di alluminio utilizzate nelle strutture degli aeromobili presentano numerosi vantaggi, come il peso ridotto e la resistenza all'usura e alla frattura a temperature elevate, nonché ai carichi ciclici e d'urto.
"L'alluminio è combinato con rame (Cu), magnesio (Mg), argento (Ag) e alcuni altri elementi per ottenere le proprietà desiderate. Questo processo chiamato lega può aumentare significativamente la resistenza del materiale trattato con metodi termici o termomeccanici specifici", Spiega Marat Gazizov.
La lega Al-Cu-Mg-Ag aiuta a ottenere leghe ad alta resistenza al calore, ma secondo il progetto capofila, l'evoluzione della struttura della lega e delle proprietà meccaniche in varie modalità di trattamento termico o termomeccanico e condizioni operative non è ancora ben compresa, il che spiega il scelta dell'argomento per questo studio.
Marat Gazizov aggiunge che le leghe sono utilizzate come materiale strutturale per parti e assiemi esposti a temperature elevate, il che richiede una combinazione unica di resistenza, tenacità alla frattura ed elevata resistenza alla crescita delle cricche da fatica.
"Oggi la simulazione al computer non è più vista come una 'bacchetta magica' ed è comunemente usata per studiare gli effetti a livello atomico. Durante gli esperimenti con la lega di alluminio resistente al calore contenente quantità molto piccole di rame, magnesio e argento, abbiamo osservato il formazione di particelle disperse con uno spessore di pochi nanometri che rendono la lega molto più resistente nonostante le loro piccole dimensioni.Inoltre le particelle si sono rivelate coerenti e si sono adattate bene alla matrice di alluminio, come pezzi di un puzzle, anche se con leggere distorsioni nella loro struttura atomica. Inoltre, abbiamo scoperto che la struttura delle particelle e, quindi, il comportamento meccanico della lega trattata termicamente cambiano secondo un certo schema", osserva Anton Boev, ricercatore presso Skoltech.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Materials Characterization , migliora la comprensione delle proprietà meccaniche uniche e della struttura delle leghe di alluminio. La combinazione di proprietà meccaniche ottenute dal team contribuirà a prolungare la durata delle strutture aeronautiche realizzate con questi materiali. + Esplora ulteriormente
