Microestructura de la aleación de Ni-Mo nanogranulada depositada. (A) Imágenes de campo claro y (B) de campo oscuro de la muestra de Ni-21,5% Mo depositada. (Recuadro) Un patrón de difracción de área seleccionada correspondiente. (C) Una imagen HRTEM de la misma muestra que muestra granos individuales delineados por líneas discontinuas. Crédito:(c) Ciencias (2017). DOI:10.1126 / science.aal5166
(Phys.org) —Un equipo de investigadores de China y Francia ha ajustado la dureza de los metales nanogranados aplicando electrodeposición y recocido. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el equipo describe su técnica y sugiere algunas aplicaciones que creen que podrían beneficiarse de tales tratamientos de metales.
Los metales normales tienden a endurecerse a medida que el tamaño de su grano se hace más pequeño (como se describe en la relación Hall-Petch), pero no siempre ocurre lo mismo con ciertos metales nanogranados, en realidad se vuelven más blandos. En metales normales, el tamaño de grano más pequeño aumenta la resistencia debido a los amontonamientos entre granos:los amontonamientos funcionan contra la dislocación, lo que dificulta que el metal se doble o se rompa. Pero cuando el tamaño de grano está en la nanoescala (de 10 a 30 nm de tamaño), las cosas cambian, porque en lugar de pileups, los granos a veces pueden simplemente moverse cuando están estresados. Esto significa que algunos metales nanogranados pueden volverse más blandos a medida que se produce una mayor migración. En este nuevo esfuerzo, los investigadores descubrieron una forma de manipular la migración de granos que les permitió ajustar la dureza de un metal.
La nueva técnica implicó el uso de electrodeposición (usando electricidad para reducir los metales disueltos para formar recubrimientos) y recocido (calentando y luego dejando enfriar lentamente) una muestra de níquel y molibdeno. Hacerlo empujó al molibdeno a los límites entre los granos de níquel, lo que impidió que los granos de níquel migraran bajo estrés. El resultado fue un metal de níquel hecho con nanogranos mucho más resistente que si se hubiera fabricado por medios convencionales.
Los investigadores informan que cuanto más pequeños son los granos, cuanto mejor funcionó su técnica, lo que les permitió crear varias versiones sintetizadas de metales nanogranados que eran extraordinariamente duros, en algunos casos tan duros como la cerámica. Creen que su técnica podría conducir al desarrollo de nuevos metales con una dureza sin precedentes o recubrimientos que podrían proteger a otros materiales más blandos o sensibles. Señalan que su técnica permite la creación de metales con grados de dureza muy variables al variar el tamaño de grano y el grado en que se usa la electrodeposición frente al recocido y si se sintetiza o no, lo que da a los fabricantes más opciones a la hora de diseñar productos.
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