Más fuerte, encendedor, materiales más baratos son el nombre del juego en la fabricación avanzada. Mantener los costos bajos en materiales que son igualmente, si no más, más efectivos que los anteriores es la forma en que las empresas avanzan y, teóricamente, cuando los consumidores ganan.

Pero y si mas fuerte ¿Más ligero y barato significa una vida útil más corta para los materiales utilizados en los automóviles? Ese es el problema que abordó un equipo de investigación internacional dirigido por el ingeniero de materiales occidental Hamidreza Abdolvand en un nuevo estudio publicado por las revistas de alto impacto Acta Materialia y Communications Materials.

Abdolvand, junto con el estudiante graduado de Ingeniería Occidental Karim Louca y colaboradores en European Synchrotron Radiation Facility y Arts et Métiers ParisTech, Descubrió factores importantes que contribuyen a la deformación (cambio de forma) de los metales utilizados en automóviles y reactores nucleares. y desarrolló nuevos modelos para predecir la vida útil de estos materiales.

El primer paso en el descubrimiento, dijo Abdolvand, Fue una mejor comprensión del "hermanamiento", un proceso de reorientación del cristal que ocurre con los bloques de construcción de tamaño nanométrico de materiales sólidos que se deforman.

"El papel de los gemelos es muy importante en la ciencia de los materiales, y en este momento es un desafío para la comunidad científica predecirlos porque su aparición es un proceso rápido, "dijo Abdolvand, quien dirigió el estudio. "Con mi equipo y colaboradores, queríamos saber cómo se inician, bajo que condiciones, y lo que hacen a las propiedades de los materiales ".

Los gemelos se forman cuando se aplica carga sobre, por ejemplo, circonio o magnesio. El primero se utiliza en reactores nucleares y el segundo en automóviles. Los gemelos a veces pueden desaparecer cuando se quita o se invierte la misma carga, y el proceso de hermanamiento puede ser bueno o malo, Abdolvand explicó:puede mejorar la ductilidad en los materiales, haciéndolos más susceptibles de remodelar sin romperse, pero también puede hacer que se fracturen. dependiendo de la carga y las condiciones de tensión localizadas.

Mucho antes de la pandemia de COVID-19, Abdolvand y su equipo viajaron a Francia para asociarse con ESRF en la realización de experimentos de difracción de rayos X de sincrotrón 3-D en partes de reactores nucleares y automotrices con la línea de luz ID11 de ESRF, un conjunto de equipos revolucionarios utilizados por científicos de todo el mundo.

"El objetivo era comprender lo que sucede a nivel atómico y relacionarlo con cómo funciona el material, "dijo Jonathan Wright, Científico de línea de luz ID11 en ESRF.

Siguiendo los experimentos, Louca posprocesó minuciosamente los más de 4 terabytes (4, 000 gigabytes) de imágenes de difracción recopiladas. "Su contribución fue vital para este proyecto y su arduo trabajo es ejemplar, "dijo Abdolvand.

Próximo, los investigadores combinaron sus resultados con modelos de plasticidad cristalina para estudiar la formación y aniquilación de gemelos. Usando muestras muy delgadas, aplicaron carga y encontraron que durante las primeras etapas de plasticidad, el hermanamiento ocurrió con el estrés, pero que el estrés se aliviaría con una carga adicional.

"Estos hallazgos son de vital importancia en el desarrollo de nuevos modelos que permitan a los fabricantes e investigadores predecir qué pasará con un material y en qué punto este material comenzará a fallar o fracturarse". "dijo Abdolvand.

Se desarrolló un nuevo modelo que se utilizará para los materiales que gemelas y la preimpresión se encuentra actualmente en revisión.