Superare gli ostacoli frapposti ai materiali intermetallici
A differenza delle leghe convenzionali, esse presentano una struttura di cristallo con una scarsa mobilità dei singoli atomi, il che provoca una maggiore durezza e temperature di fusione superiori. Tuttavia, sono spesso fragili e si rompono facilmente. Pertanto, la loro applicabilità richiede un'intensiva caratterizzazione e ottimizzazione dei processi e delle composizioni al fine di ottenere le proprietà finali desiderate. Il progetto ‘Intermetallic materials processing in relation to earth and space solidification' (Impress) si è impegnato a comprendere le relazioni che intercorrono tra l'elaborazione dei materiali, la struttura a micro e nanoscala e le proprietà finali delle nuove leghe intermetalliche ad elevate prestazioni. In particolare, i ricercatori hanno scelto di esaminare due famiglie di leghe intermetalliche, aluminuri di metallo (TiAl) e aluminuri di nickel (NiAl). I ricercatori si sono concentrati sull'applicazione su lame di turbine di grosse dimensioni e, rispettivamente, su dispositivi catalitici avanzati come elettrodi a celle di idrogeno, due aree in cui l'UE è rimasta indietro. I ricercatori hanno implementato con successo l'investimento per stampi di componenti in TiAl, il che comporta un risparmio dei costi rispetto ai metodi di forgiatura convenzionali e una migliore qualità e rendimento dei prodotti. Difatti, hanno prodotto fasi della turbina a bassa pressione, dimostrando una riduzione del peso del 40–50 %. Inoltre, hanno sviluppato un metodo di riciclaggio commercialmente sostenibile per materiali di scarto e componenti inutilizzati. I ricercatori hanno anche prodotto e caratterizzato oltre 600 campioni gas-atomizzati di NiAl. Hanno identificato la microstruttura della polvere gas-atomizzata come particolarmente importante per le prestazioni catalitiche e hanno pertanto ottimizzato la struttura della polvere. Inoltre, hanno creato un processo, una struttura e delle proprietà di collegamento mappe selezionati, ed un database di diagrammi di fase per i materiali in base alle caratterizzazioni sperimentali. Infine, hanno valutato catalizzatori in nichel a spugna in celle a combustibile alcaline, con risultati promettenti per una potenziale commercializzazione. In breve, il progetto Impress ha provocato avanzamenti significativi per leggere leghe intermetalliche a risparmio di energia che dovrebbero tradursi in una maggiore competitività in UE. L'implementazione dei risultati dovrebbe avere un impatto sui processi di solidificazione, sulla metallurgia fisica e sulle emissioni di gas effetto serra (GHG). Infine, il progetto ha portato alla creazione di un centro di ricerca e sviluppo (R&S) per metalli creativi presso l'agenzia spaziale europea, ad applicazioni di brevetti e a una mostra permanente in un museo.
