Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

Nuove proprietà dei materiali innovativi

I metalli "nanophase", i film sottili e le leghe amorfe mostrano proprietà fisiche particolari. Gli scienziati stanno studiando un nuovo stato disordinato della materia alla rinfusa di tali materiali. L'attuale progetto si concentrerà in particolare sull'analisi delle proprietà meccaniche dei suddetti materiali.
Nuove proprietà dei materiali innovativi
I materiali monocristallini sono caratterizzati da una struttura piuttosto ordinata all'interno di materiali disordinati e sono piuttosto difficili da ottenere, mentre i materiali policristallini sono più comuni. Si tratta di materiali costituiti da un'enorme quantità di piccolissimi cristalli singoli noti chiamati "grani". Quando la grandezza del grano è nell'ordine di alcuni nanometri (1nm=10-9 m), si parla di materiali "nanophase". Un metallo "nanophase" è dieci volte più duro del normale metallo policristallino.

Quando i grani si urtano formano delle interfacce ed è proprio al livello delle interfacce fra i grani che gli scienziati pensano che possa esistere un nuovo stato disordinato, fattore che spiegherebbe il comportamento di questi materiali. I metalli amorfi costituiscono un'altra categoria di nuovi materiali i quali, a differenza di quelli tradizionali, possiedono una microstruttura non cristallina disordinata, simile a quella che generalmente si trova nel vetro. Tali materiali sono noti anche come "leghe vetrose" e grazie alla loro particolare microstruttura presentano straordinarie proprietà fisiche. Essi sono in grado di integrare resistenza, solidità, flessibilità e tenacità.

Nel quadro dell'attuale progetto è stato avviato un approfondito studio sperimentale e teorico sulle proprietà meccaniche dei metalli "nanophase", dei film sottili e delle leghe amorfe. Le instabilità plastiche sono state studiate a livello sperimentale utilizzando la metallografia, la microscopia elettronica, la radiografia, la cinematografia ad alta velocità e le sperimentazioni meccaniche. Applicando la teoria classica dell'elasticità e dei gradienti, sono state calcolate le proprietà elastiche dei difetti. Una tecnica basata sulle dislocazioni di superfici virtuali ha consentito di rilevare i difetti delle soluzioni elastiche esatte di questi nuovi materiali.

Per giunta, è stato risolto l'importante problema al contorno relativo alla dislocazione a vite in prossimità della giunzione delle tre diverse fasi caratterizzate da diversi moduli di elasticità. Le conoscenze acquisite condurranno gradualmente allo sviluppo di tecniche di fabbricazione migliori e all'ottimizzazione delle proprietà di resistenza di tali materiali. I possibili ambiti di applicazione variano dalla tecnologia aerospaziale alle etichette antitaccheggio, ai trasformatori per la distribuzione elettrica.

Informazioni correlate

Numero di registrazione: 80087 / Ultimo aggiornamento: 2005-09-18
Dominio: Tecnologie industriali