Leghe verdi, leggere e a elevate prestazioni
Durante ogni decollo, gli aeroplani sollevano l’enorme peso della loro struttura, unito a quello delle merci e dei passeggeri, facendoli salire ad altitudini elevate. A questa fase ne segue immediatamente un’altra, nel corso della quale questi apparecchi volano per centinaia o migliaia di chilometri superando la barriera dell’attrito e della resistenza per condurre il carico a destinazione. È quindi comprensibile che il trasporto aereo rappresenti uno dei principali responsabili delle emissioni di biossido di carbonio dovute alla combustione dei carburanti. Le leghe di alluminio (Al) o magnesio (Mg) leggere potrebbero sostituire efficacemente i materiali a base di ferro presenti in numerose strutture degli aeromobili o nel motore. Sfortunatamente, però, questi elementi sono particolarmente sensibili alla corrosione e richiedono specifici interventi di rivestimento e sigillatura per i quali vengono solitamente utilizzate sostanze chimiche aggressive attualmente proibite o oggetto di misure restrittive. Un processo di ossidazione elettrochimica, che potrebbe offrire la soluzione perfetta al problema, è stato studiato nell’ambito del progetto CO-PROCLAM (“Corrosion protective coating on light alloys by micro-arc oxidation”), finanziato dall’UE. L’ossidazione elettrolitica al plasma (PEO), nota anche con il nome di “ossidazione a micro-arco”, rappresenta un promettente processo ecocompatibile in grado di garantire rivestimenti affidabili e l’indurimento dei componenti di metallo. La PEO utilizza tensioni elevate che producono scarichi di plasma in grado di modificare la struttura superficiale del componente e di produrre, in tal modo, rivestimenti ceramici multifunzionali. I ricercatori hanno variato i parametri di lavorazione e valutato la fisica dei micro-scarichi, caratterizzando i rivestimenti ottenuti attraverso l’utilizzo di varie tecniche avanzate. Gli scienziati hanno adottato la tecnica di ossidazione elettrolitica al plasma sulle leghe di alluminio e magnesio servendosi del processo Ceratronic brevettato. Nell’ambito del progetto sono stati quindi analizzati la composizione elettrolitica, i parametri elettrici, la durata del trattamento, la configurazione degli elettrodi e la temperatura dell’elettrolita. Attraverso l’adozione di tecniche quali la microscopia elettronica a scansione e la diffrazione a raggi X, sono stati determinati gli effetti sullo strato di rivestimento di ceramica. I campioni sono stati inoltre sottoposti a una prova aeronautica standardizzata basata sull’utilizzo della nebbia salina neutra allo scopo di studiare la resistenza alla corrosione. Lo scarico dell’ossidazione a microarco è stato analizzato mediante tecniche di spettroscopia di emissione ottica e di rapida acquisizione di immagini video. I ricercatori CO-PROCLAM sono riusciti a compiere importanti scoperte nell’ambito del processo PEO. L’ottimizzazione di questa tecnica garantirà la produzione di un rivestimento economico, ecocompatibile, resistente alla corrosione e durevole su leghe di alluminio e magnesio leggere per il settore aerospaziale. Il processo elimina il bisogno di utilizzare gran parte delle sostanze chimiche pericolose associate all’anodizzazione e l’utilizzo delle leghe consentirà di abbattere in modo determinante il consumo di carburante e le emissioni. Si tratta di una scoperta reciprocamente vantaggiosa per il settore aerospaziale e l’ambiente.
Parole chiave
Aeromobile, materiali leggeri, corrosione, leghe leggere, ossidazione a micro-arco
