Nuovi materiali per applicazioni a temperatura elevata Gli scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato materiali compositi funzionalmente graduati con Mo/siliciuro di molibdeno,aventi scheletro in metallo refrattario incorporato in una matrice di siliciuro refrattario, specifici per ambienti corrosivi con temperature elevate. Le proprietà dei materiali cambiano dalla superficie al nucleo a causa di reazioni che si verificano nella fase di formazione del materiale. Tecnologie industriali © Thinkstock I settori spaziale, automobilistico e dell’energia richiedono materiali sempre più funzionali a elevate prestazioni in grado di sopportare ambienti difficili. Inoltre gli scienziati desiderano ottenere costi ragionevoli per tali materiali. Un consorzio europeo di istituti di ricerca, università e partner industriali provenienti da cinque paesi ha soddisfatto la domanda in questione. Gli scienziati che lavorano al progetto SILTRANS (Micro and nanocrystalline silicide - Refractory metals FGM for materials innovation in transport applications), finanziato dall’UE, hanno sviluppato materiali compositi per le alte temperature che comprendono il concetto di materiali funzionalmente graduati (FGM). Dei porosi scheletri di metallo refrattario (molibdeno o niobio) sono stati incorporati in una matrice di siliciuro tramite infiltrazione reattiva con pressione assistita. Il livellamento avviene perché le reazioni che formano siliciuro tra Si fuso e metallo refrattario si presentano principalmente in superficie, creando una pelle resistente all’ossidazione. L’innovativa tecnica di infiltrazione reattiva per la preparazione di parti complesse, con formatura semifinita e rivestimento di ossido formato spontaneamente, costituisce un nuovo processo brevettato. Il nuovo FMG ha dimostrato una resistenza all’ossidazione alle alte temperature significativamente migliorata rispetto a una convenzionale lega di molibdeno, e una tenacità alla frattura alle basse temperature molto più alta rispetto ai siliciuri tradizionali. La sinergia desiderata fa sì che i nuovi compositi per le alte temperature vantino proprietà migliori in caso di confronto con le superleghe di nichel attualmente più diffuse. La tecnologia è stata dimostrata con successo su tre diverse parti, tra le quali figurano una struttura spaziale per il montaggio di fogli di protezione termica. Il materiale composito è sopravvissuto al test di resistenza relativo allo shock termico, simulando le condizioni di rientro del velivolo spaziale. Oltre ai materiali e alle tecnologie di produzione, i modelli che descrivono la cinetica di reazione del sistema in siliciuro di molibdeno rappresentano un importante contributo per i produttori. Essi simulano con successo le reazioni allo stato solido e liquido, e gli effetti del rivestimento barriera sulla cinetica. Gli straordinari FGM del progetto SILTRANS sono dal punto di vista funzionale molto migliori delle superleghe attualmente utilizzate e vengono prodotti con una tecnica valida a livello industriale. Promettono importanti vantaggi per i trasporti aerei e su terra. Componenti più leggeri e duraturi in grado di sopportare condizioni estreme contribuiscono a ridurre i consumi di carburante e le emissioni. La partecipazione di partner dell’industria garantirà la rapida commercializzazione dei nuovi materiali e tecnologie. Parole chiave Trasporto, materiali compositi, siliciuro, metalli refrattari, materiali funzionalmente graduati
