O alumínio é um dos materiais mais promissores para a indústria aeronáutica e automobilística. Cientistas da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia (MISIS) encontraram uma maneira simples e eficiente de fortalecer materiais compostos à base de alumínio. Dopagem de alumínio derrete com níquel e lantânio, cientistas conseguiram criar um material combinando benefícios de materiais compostos e ligas padrão:flexibilidade, força, leveza. O artigo da pesquisa foi publicado em Cartas de Materiais .

Aeronaves e veículos mais leves e rápidos requerem materiais mais leves. Um dos materiais mais promissores é o alumínio, ou melhor, compósitos à base de alumínio.

Cientistas da escola científica NUST MISIS "Transições de fase e desenvolvimento de ligas não ferrosas" criaram um novo composto forte de Al-Ni-La para a indústria aeronáutica e automobilística. Elementos de dopagem foram adicionados ao fundido de alumínio, formando compostos químicos especiais que formaram ainda uma estrutura de reforço forte.

"Nosso grupo de pesquisa, liderado pelo professor Nikolai Belov, trabalhou na criação de compósitos à base de alumínio por muitos anos. O composto Al-Ni-La é um desses projetos, visando a criação de material compósito "natural" à base de alumínio com mais de 15% vol. de elementos de dopagem. Uma característica do novo desenvolvimento é a alta capacidade de reforço dos compostos químicos com estrutura ultrafina:o diâmetro dos elementos de reforço não ultrapassa várias dezenas de nanômetros. Anteriormente, os pesquisadores limitaram-se ao estudo de sistemas nos quais é obviamente impossível obter uma estrutura de reforço eficaz. Ou eles manufaturaram materiais compostos por métodos de metalurgia do pó intensivos em mão de obra (sinterização de pós), ou tecnologias de fase líquida de amassar nanopartículas no fundido, "Torgom Akopyan, um dos autores, pesquisador do NUST MISIS Department of Metal Forming, comentários.

Hoje, o alumínio é reforçado principalmente com a ajuda de nanopós, mas este é um processo extremamente caro e demorado, onde o resultado nem sempre justifica o custo. Por exemplo, com um aumento na força de apenas 5-20%, a plasticidade pode diminuir dezenas de por cento ou até várias vezes. Além disso, as próprias partículas são muito grandes - de 100 nanômetros a 1-2 micrômetros, e sua% vol. é baixo.

O desenvolvimento do cientista NUST MISIS resolve o problema de reforço não uniforme e baixa densidade de compósitos "em pó":se uma técnica de fusão for usada, após a cristalização de Al-Ni-La, o diâmetro da partícula de dopagem não excede 30-70 nanômetros. Graças à cristalização "natural", as partículas são distribuídas uniformemente, formando uma estrutura de reforço. Portanto, o composto se torna mais forte e mais flexível do que seus análogos em pó.

"Nosso composto já demonstra características melhores do que seus análogos, incluindo estrangeiros. Contudo, não vamos parar aqui, e no futuro planejamos continuar trabalhando na criação de modelos mais avançados, complexo (3-, 4 e mais fases) e compósitos baratos, cujo ciclo de produção incluirá o uso de alumínio de pureza técnica e componentes de liga mais baratos, "Torgom acrescenta.

De acordo com os cientistas, o material proposto pode ser usado principalmente na indústria aeronáutica e automobilística, bem como para o design da robótica moderna, incluindo helicópteros, onde reduzir o peso do drone é crítico. Devido às peculiaridades da formação da estrutura, o material proposto pode ser usado para a fabricação de peças complexas por meio de impressão 3-D. Além disso, novos empreendimentos podem ser de importância estratégica do ponto de vista econômico. No momento, a principal fatia do lucro da indústria de alumínio na Rússia é a exportação de alumínio primário. A criação de novos empreendimentos de alta tecnologia com maior valor agregado aumentará os lucros ao expandir os mercados interno e externo para o consumo de alumínio.