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Utilizzo del fascio elettronico per trattamenti superficiali

I progressi compiuti nel campo della moderna tecnologia industriale sono frutto delle continue attività di ricerca volte al miglioramento dei materiali impiegati. Un istituto di ricerca russo ha sviluppato una straordinaria metodologia per il trattamento superficiale dei materiali, la quale, avvalendosi di un fascio elettronico impulsato e di tecniche altamente specializzate per l'irradiazione delle superfici, migliora notevolmente la forza e le proprietà elettrochimiche ed elettrofisiche dei materiali e dei prodotti.
Utilizzo del fascio elettronico per trattamenti superficiali
Quest'apparecchio è costituito da una sorgente di elettroni dotata di un rivoluzionario diodo al plasma con catodo ad emissione esplosiva capace di produrre un fascio elettronico a bassa energia e a forte intensità di corrente della durata di microsecondi. La tecnologia messa a punto consiste nell'irradiare la superficie di lavoro, causando così lo scioglimento e/o l'evaporazione superficiale del materiale bersaglio. In questo modo, lo strato superficiale risulta estremamente levigato e le varie sostanze indesiderate, come inclusioni estranee, impurità e gas, vengono eliminate. Una volta completata la fase di irradiazione, il materiale fuso si cristallizza molto rapidamente, migliorando così le caratteristiche del materiale stesso e dei relativi prodotti.

Fra le principali aree di applicazione di questa tecnologia vi sono il rafforzamento e il prolungamento della durata di vita degli strumenti in lega dura e l'alligamento della superficie. Queste tecniche, inoltre, possono essere impiegate per ottimizzare le caratteristiche di resistenza a fatica delle pale del compressore nelle turbine a gas, per levigare o rimuovere i rivestimenti protettivi resistenti al calore sulle pale del motore degli aeromobili, per aumentare la resistenza alla corrosione e all'usura dei materiali metallici da costruzione e per aumentare la rigidità dielettrica dell'isolamento sotto vuoto. La tecnologia del fascio di elettroni può anche essere utile in odontoiatria per pulire e sbiancare le superfici dentali.

Attualmente esistono due metodi simili impiegati per il trattamento termico delle superfici: quello a laser impulsato ad elevata potenza e quello a fasci ionici ad elevata potenza. Rispetto al laser, la nuova tecnica è più efficiente in termini di assorbimento di energia da parte del bersaglio e, pertanto, maggiormente efficace sotto il profilo del funzionamento. Inoltre, il fascio elettronico è più affidabile ed economico del laser. A differenza della complessa apparecchiatura ad alta tensione necessaria per i fasci di ioni, la sorgente del fascio di elettroni è più affidabile e sicura, poiché non comporta i rischi legati all'irradiazione di raggi X, tipica dei fasci ionici.

Per ulteriori informazioni, consultare il sito web del noto Insitute of High-Current Electronics: http://www.hcei.tsc.ru/ssi/techn/tech2_en.shtml