Nuovi test per le leghe metalliche complesse
Esistono molti test affidabili per verificare la deformazione plastica (rottura di legami, in contrapposizione alla deformazione elastica) di materiali ancora duttili duri come i metalli. Tuttavia, la situazione è molto più complicata quando si tratta di materiali fragili. Il progetto HIGHTEMPPROP, finanziato dall'UE, è stato il primo studio che ha valutato la sperimentazione di una nuova classe di materiali fragili, le leghe metalliche complesse (CMAS). Le leghe metalliche complesse sono solidi cristallini che contengono fino a migliaia di atomi per cella elementare. Difetti e meccanismi di deformazione nelle leghe metalliche complesse rimangono in gran parte sconosciuti rispetto ai materiali cristallini semplici. Le leghe metalliche complesse mostrano una grande promessa industriale per la riduzione dell'attrito e applicazioni di protezione della superficie, ma sono necessarie tecniche di test adatte all'applicazione. Gli scienziati hanno cercato di studiare il comportamento a frattura dei materiali di rivestimento nuovi entro un intervallo di temperatura. I ricercatori hanno scelto due leghe metalliche complesse con differenti strutture cristalline. Sfruttando la leadership mondiale nei test su piccola scala, gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta che questi materiali si deformano a causa del movimento di dislocazioni, difetti nei cristalli in cui gli atomi sono fuori posizione. Le dislocazioni si verificano al di sotto della temperatura di transizione duttile-fragile, in cui i materiali sono molto più soggetti a fratture rispetto alla piegatura o alla deformazione. Entrambe le leghe metalliche complesse hanno dimostrato un flusso seghettato che, come suggerisce il nome, è caratterizzato da salti o discontinuità nelle curve sforzo-deformazione in condizioni di carico costanti. Uno ha dimostrato la riduzione delle sollecitazioni e della durezza del flusso con l'aumentare della temperatura, come previsto. Tuttavia, con il secondo, gli scienziati hanno dimostrato una malleabilità anomala per la prima volta in una lega metallica complessa. In altre parole, la sollecitazione necessaria per avviare la malleabilità aumenta con l'aumentare della temperatura. I risultati hanno suscitato interesse diffuso all'interno della comunità di ricerca sulle leghe metalliche complesse e hanno portato alla preparazione di numerosi articoli su riviste peer-reviewed. Relazioni su invito e una fornitura di cristalli per i test di deformazione sono tra i vantaggi per gli scienziati del progetto. La nuova metodologia di test di deformazione tanto necessaria andrà a vantaggio non solo del mondo della ricerca, ma anche dei numerosi campi per potenziali applicazioni ben caratterizzate delle leghe metalliche complesse.
Parole chiave
Leghe metalliche complesse, leghe metalliche, comportamento di deformazione, rivestimenti, deformazione plastica, materiali fragili, solidi cristallini, meccanismi di deformazione, protezione superficiale, comportamento a frattura, flusso seghettato, cond
