Nikolai Kakhidze, étudiant diplômé de la Faculté de physique et d'ingénierie, a suggéré d'utiliser des nanoparticules de diamant ou d'oxyde d'aluminium comme alternative au scandium coûteux pour durcir les alliages d'aluminium. Le nouveau matériau coûtera 4 fois moins cher que son analogue contenant du scandium et possède des propriétés physiques et mécaniques assez proches.
Actuellement, de nombreuses entreprises de construction navale s’efforcent de remplacer l’acier lourd par des matériaux légers et ultralégers. En plus d'augmenter la capacité de transport, cela peut être avantageusement appliqué pour réduire la consommation de carburant, réduire les émissions nocives dans l'atmosphère, augmenter la mobilité du navire et accélérer la livraison des marchandises. Les entreprises des secteurs des transports et de l’aérospatiale s’intéressent également aux nouveaux matériaux.
Les matériaux composites à matrice d'aluminium modifiés au scandium sont devenus un bon substitut. Cependant, en raison du coût élevé du scandium, une recherche active est en cours pour trouver un modificateur plus abordable. Nikolai Kakhidze a proposé de remplacer le scandium par des nanoparticules de diamant ou d'oxyde d'aluminium. Sa tâche sera de développer une méthode permettant d'introduire correctement des nanopoudres dans un métal fondu.
Lorsqu'elles sont directement introduites dans la masse fondue, les nanoparticules sont agrégées en agglomérats, oxydées et non mouillées, et forment des pores autour d'elles. En conséquence, des impuretés indésirables sont obtenues au lieu de particules durcissantes. Dans le laboratoire des matériaux spéciaux et à haute énergie de l'Université d'État de Tomsk, Sergueï Vorozhtsov a déjà développé des approches scientifiques et technologiques pour le durcissement dispersé de l'aluminium et du magnésium, qui garantissent l'introduction correcte des nanoparticules réfractaires dans la masse fondue et éliminent les problèmes de mouillabilité et de flottation. .
– Basé sur le développement de mes collègues, mon projet propose la solution suivante : des nanopoudres sont désagglomérées (réparties uniformément) dans une poudre d'aluminium micro-taille à l'aide de plusieurs opérations technologiques. On synthétise ensuite à partir de ce mélange une ligature suffisamment technologique et adaptée à une utilisation industrielle à l'échelle industrielle. Lorsque la ligature est introduite dans la masse fondue, des champs externes sont traités pour répartir uniformément les nanoparticules et augmenter encore la mouillabilité. L'introduction correcte des nanoparticules peut améliorer les propriétés physiques et mécaniques de l'alliage initial, – Nikolai Kakhidze explique l'essence de son travail.
Nikolai Kakhidze prévoit de recevoir les premiers lots expérimentaux de ligatures avec des nanoparticules pour leur introduction ultérieure dans la masse fondue d'ici fin 2020. En 2021, il est prévu d'obtenir des moulages d'essai et de protéger les droits de propriété intellectuelle.
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Heure de publication : 13 janvier 2020