Cientistas da Universidade de Birmingham descreveram como os cristais microscópicos crescem e mudam de forma em metais fundidos à medida que esfriam, em uma pesquisa que está abrindo novos caminhos na pesquisa de ligas e abre caminho para melhorar a resistência à tração das ligas usadas na fundição e soldagem.
Sua pesquisa, publicada hoje na Acta Materialia, usou tomografia de raios X síncrotron de alta velocidade para 'fotografar' as mudanças nas estruturas cristalinas em ligas fundidas à medida que esfriavam.

O estudo mostra que, à medida que a liga alumínio-cobre esfria, o processo de solidificação começa com a formação de dendritos facetados, que são formados por um empilhamento camada por camada de unidades básicas com apenas micrômetros de tamanho. Essas unidades começam em forma de L e se empilham umas sobre as outras como blocos de construção, mas à medida que esfriam, mudam de forma e se transformam em forma de U e, finalmente, em um cubo oco, enquanto algumas delas são empilhadas para formar belos dendritos.

O estudo foi liderado pelo Dr. Biao Cai, da Escola de Metalurgia e Materiais da Universidade de Birmingham, cuja pesquisa já demonstrou como os campos magnéticos influenciam o crescimento de cristais.

Dr. Cai comentou:"As descobertas deste novo estudo fornecem uma visão real do que acontece em um nível micro quando uma liga esfria e mostram a forma dos blocos básicos de construção de cristais em ligas fundidas. liga final, e se podemos fazer ligas com cristais mais finos, podemos fazer ligas mais fortes."

Ele acrescentou:"Os resultados estão em contraste direto com a visão clássica da formação de dendritos em ligas de resfriamento e abrem a porta para o desenvolvimento de novas abordagens que podem prever e controlar a formação de cristais intermetálicos".

A pesquisa anterior do Dr. Cai resultou em uma nova tecnologia para melhorar a qualidade do alumínio reciclado, removendo o ferro da liga fundida em um processo simples e barato que usa ímãs e um gradiente de temperatura.

A tecnologia é objeto de um pedido de patente apresentado pela University of Birmingham Enterprise. Também atraiu financiamento do Midlands Innovation Commercialization of Research Accelerator e da EPSRC-Impact Acceleration Account, que permitiu que Biao construísse um protótipo em grande escala que funciona até 1000 C e usa um ímã de 1 Tesla.

O protótipo está sendo testado com lingotes fornecidos pelo Grupo Metalúrgico Tandom, que opera uma operação de comércio internacional a partir de sua base em Congleton, Cheshire, onde produz ligas de alumínio, ligas mestres e recicla produtos de alumínio, sucatas e escórias.

Dr. Cai espera publicar os resultados dos testes e apresentar o demonstrador à indústria antes do final do ano, com o objetivo de encontrar colaboradores industriais dispostos a executar testes em ambientes de fundição em combinação com linhas de produção existentes. + Explorar mais

Tecnologia de reciclagem de alumínio impulsionada pela pesquisa de cristalização