El aluminio es uno de los materiales más prometedores para la industria aeronáutica y del automóvil. Los científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología (MISIS) encontraron una forma simple y eficiente de fortalecer los materiales compuestos a base de aluminio. Dopaje de aluminio fundido con níquel y lantano, Los científicos lograron crear un material que combinaba los beneficios de los materiales compuestos y las aleaciones estándar:flexibilidad, fuerza, ligereza. El artículo sobre la investigación se publica en Materiales Cartas .

Los aviones y vehículos más ligeros y rápidos requieren materiales más ligeros. Uno de los materiales más prometedores es el aluminio, o mejor, compuestos a base de aluminio.

Los científicos de la escuela científica NUST MISIS "Transiciones de fase y desarrollo de aleaciones no ferrosas" crearon un nuevo compuesto Al-Ni-La resistente para la industria aeronáutica y automotriz. Se agregaron elementos de dopaje a la masa fundida de aluminio, formando compuestos químicos especiales que además formaron una fuerte estructura de refuerzo.

"Nuestro grupo de investigación, dirigido por el profesor Nikolai Belov, ha trabajado en la creación de compuestos a base de aluminio durante muchos años. El compuesto Al-Ni-La es uno de esos proyectos, destinado a la creación de material compuesto a base de aluminio "natural" con más del 15% vol. de elementos de dopaje. Una característica del nuevo desarrollo es la alta capacidad de refuerzo de los compuestos químicos con estructura ultrafina:el diámetro de los elementos de refuerzo no supera varias decenas de nanómetros. Previamente, los investigadores se limitaron al estudio de sistemas en los que obviamente es imposible obtener una estructura de refuerzo eficaz. O fabricaron materiales compuestos mediante métodos de pulvimetalurgia intensivos en mano de obra (sinterización de polvos), o tecnologías de fase líquida para amasar nanopartículas en la masa fundida, "Torgom Akopyan, uno de los autores, investigador del Departamento de Conformado de Metales de NUST MISIS, comentarios.

Hoy dia, el aluminio se refuerza principalmente con la ayuda de nanopolvos, pero este es un proceso extremadamente costoso y que requiere mucho tiempo, donde el resultado no siempre justifica el costo. Por ejemplo, con un aumento de la fuerza de solo un 5-20%, la plasticidad puede disminuir en decenas de por ciento o incluso varias veces. Además, las partículas en sí son demasiado grandes, desde 100 nanómetros hasta 1-2 micrómetros, y su% vol. es bajo.

El desarrollo del científico NUST MISIS resuelve el problema del refuerzo no uniforme y la baja densidad de los compuestos "en polvo":si se utiliza una técnica de fusión, después de la cristalización de Al-Ni-La, el diámetro de la partícula dopante no supera los 30-70 nanómetros. Gracias a la cristalización "natural", las partículas se distribuyen uniformemente, formando una estructura de refuerzo. Por eso, el compuesto se vuelve más fuerte y más flexible que sus análogos en polvo.

"Nuestro compuesto ya muestra mejores características que sus análogos, incluidos los extranjeros. Sin embargo, no vamos a parar aquí, y en el futuro planeamos seguir trabajando en la creación de más avanzados, complejo (3-, 4 y más fases) y compuestos baratos, cuyo ciclo de producción incluirá el uso de aluminio de pureza técnica y componentes de aleación más baratos, "Añade Torgom.

Según los científicos, el material propuesto se puede utilizar principalmente en la industria aeronáutica y del automóvil, así como para el diseño de robótica moderna, incluyendo helicópteros, donde la reducción del peso del dron es fundamental. Debido a las peculiaridades de la formación de la estructura, el material propuesto se puede utilizar para la fabricación de piezas complejas mediante impresión 3D. Además, los nuevos desarrollos pueden ser de importancia estratégica desde un punto de vista económico. En este momento, la principal parte de los beneficios de la industria del aluminio en Rusia es la exportación de aluminio primario. La creación de nuevos desarrollos de alta tecnología con mayor valor agregado aumentará las ganancias al expandir los mercados nacionales y extranjeros para el consumo de aluminio.