Los investigadores de la Universidad de Monash en Australia han utilizado una combinación de imágenes y simulaciones a escala atómica para mejorar la comprensión de la fase de fortalecimiento theta-prime en el sistema de aleación de aluminio y cobre.

En un estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza , los autores demostraron que la mejora de la fase se permitió mediante la introducción de una gran afluencia de defectos cristalinos específicos, o 'vacantes'.

Investigaron la transformación theta-prima en la aleación binaria Al-1.7at.% Cu, una aleación que forma la base de muchas aleaciones comerciales ampliamente utilizadas en la industria aeroespacial. Informaron sobre la nucleación directa y rápida de la fase theta-prime, así como de una fase precipitada inesperada.

Los investigadores describen esta vía de nucleación como dirigida por plantilla, ya que involucra una fase precursora que sirve como plantilla estructural para las fases nucleadas.

Considerando que la nucleación es lenta y escasa cuando la aleación a granel se somete a un tratamiento térmico convencional, el estudio mostró que la nucleación es rápida y abundante cuando el tratamiento térmico se aplica a una muestra con una de sus dimensiones a nanoescala. El estudio también reveló el papel fundamental de las vacantes para permitir la nucleación dirigida por plantillas.

Los hallazgos tienen importantes implicaciones para los mecanismos de precipitación en nanoescala o materiales nanoestructurados, así como en condiciones asociadas con un gran número de defectos de la red, como materiales lejos del equilibrio o sometidos a niveles extremos de deformación o irradiación iónica intensa.

Autor principal, La profesora asociada Laure Bourgeois del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y del Centro Monash de Microscopía Electrónica, dijo:"Demostramos que la transformación se vuelve mucho más fácil después de la introducción de vacantes en la fase theta-prime en varias situaciones:en nanomateriales, bajo irradiación por un haz de electrones en un microscopio electrónico, y deformando y calentando materiales a granel ".

"Al ofrecer una mejor comprensión de cómo se puede promover la fase de fortalecimiento, nuestro objetivo es contribuir al diseño de mejores aleaciones ligeras de alta resistencia que ofrezcan un rendimiento superior ".