Le leghe nanostrutturate ad alta entropia, ovvero metalli costituiti da un mix caotico di diversi elementi diversi, sono molto promettenti per l'uso in settori come quello aerospaziale e automobilistico grazie alla loro resistenza e stabilità alle alte temperature rispetto ai metalli normali.
Ma sono costosi e richiedono molta energia da produrre. Ora, i ricercatori che lavorano con la Canadian Light Source (CLS) presso l'Università del Saskatchewan (USAsk) hanno trovato un modo molto più economico e semplice per realizzarli, aprendo la porta ad applicazioni commerciali.
Michel Haché, ingegnere dei materiali presso l’Università di Toronto, e colleghi hanno confermato che l’elettrodeposizione è un modo economico e facilmente scalabile per creare queste leghe. L'elettrodeposizione, che prevede la dissoluzione degli ioni metallici in acqua e l'utilizzo di una corrente elettrica per estrarli dal liquido e formare materiali solidi, è lo stesso processo utilizzato per realizzare parti di motociclette cromate. I risultati sono pubblicati sulla rivista Surface and Coatings Technology .
Il gruppo U of T ha scoperto che le leghe composte da diversi metalli – nichel, ferro, cobalto, tungsteno e molibdeno – potevano resistere a temperature fino a 500°C, rispetto ai soli 270°C del nichel puro, ed erano più forti e più dure delle leghe. le loro controparti meno complesse. "Stiamo utilizzando il caos nella struttura del materiale per far emergere proprietà interessanti", afferma.
E hanno scoperto che quanto più caos aggiungevano a una lega, tanto migliore diventava, fino a un certo punto. Le leghe realizzate con quattro elementi diversi potevano resistere a temperature superiori di 100°C rispetto a quelle realizzate con solo tre elementi, ma l'aggiunta di un quinto elemento non ha portato a ulteriori miglioramenti.
Questo è un vantaggio in più, dice Haché, perché è più facile ed economico lavorare con meno elementi. "Ci consente di essere più efficienti quando cerchiamo nuove applicazioni", afferma.
Queste leghe potrebbero essere utili per realizzare strumenti o parti per applicazioni in cui le temperature e le sollecitazioni meccaniche possono essere estremamente elevate, come nell'industria automobilistica e aerospaziale, afferma Haché. "Ovunque cerchiamo di spingere i materiali ai loro limiti assoluti", afferma.
Ulteriori informazioni: Michel J.R. Haché et al, Stabilità termica delle leghe ad alta entropia nanostrutturate elettrodepositate, Tecnologia delle superfici e dei rivestimenti (2024). DOI:10.1016/j.surfcoat.2024.130719
Fornito da Canadian Light Source
