Nikolai Kakhidze, uno studente laureato della Facoltà di Fisica e Ingegneria, ha suggerito di utilizzare nanoparticelle di diamante o ossido di alluminio come alternativa al costoso scandio per indurire le leghe di alluminio. Il nuovo materiale costerà 4 volte meno dell'analogo contenente scandio con proprietà fisiche e meccaniche abbastanza simili.
Attualmente, molte aziende di costruzione navale stanno cercando di sostituire l’acciaio pesante con materiali leggeri e ultraleggeri. Oltre ad aumentare la capacità di carico, ciò può essere vantaggiosamente applicato per ridurre il consumo di carburante, ridurre le emissioni nocive nell'atmosfera, aumentare la mobilità della nave e accelerare la consegna del carico. Anche le imprese del settore dei trasporti e dell’aerospaziale sono interessate ai nuovi materiali.
I materiali compositi a matrice di alluminio modificati con scandio sono diventati un buon sostituto. Tuttavia, a causa dell'elevato costo dello scandio, è in corso una ricerca attiva per un modificatore più conveniente. Nikolai Kakhidze ha proposto di sostituire lo scandio con nanoparticelle di diamante o ossido di alluminio. Il suo compito sarà quello di sviluppare un metodo per la corretta introduzione delle nanopolveri in una massa metallica.
Quando introdotte direttamente nella massa fusa, le nanoparticelle vengono aggregate in agglomerati, ossidate e non bagnate, e formano pori attorno a se stesse. Di conseguenza, si ottengono impurità indesiderate invece di particelle indurenti. Nel laboratorio di materiali speciali e ad alta energia dell'Università statale di Tomsk, Sergey Vorozhtsov ha già sviluppato approcci scientifici e tecnologici per l'indurimento disperso di alluminio e magnesio che garantiscono la corretta introduzione di nanoparticelle refrattarie nella massa fusa ed eliminano i problemi di bagnabilità e flottazione .
– Basandosi sullo sviluppo dei miei colleghi, il mio progetto propone la seguente soluzione: le nanopolveri vengono disagglomerate (distribuite uniformemente) in una polvere di alluminio di dimensioni micrometriche utilizzando diverse operazioni tecnologiche. Quindi da questa miscela viene sintetizzata una legatura sufficientemente tecnologica e conveniente per l'uso industriale su scala industriale. Quando la legatura viene introdotta nel fuso, i campi esterni vengono elaborati per distribuire uniformemente le nanoparticelle e aumentare ulteriormente la bagnabilità. La corretta introduzione delle nanoparticelle può migliorare le proprietà fisiche e meccaniche della lega iniziale, – Nikolai Kakhidze spiega l’essenza del suo lavoro.
Nikolai Kakhidze prevede di ricevere i primi lotti sperimentali di legature con nanoparticelle per la loro successiva introduzione nella massa fusa entro la fine del 2020. Nel 2021 si prevede di ottenere fusioni di prova e di proteggere i diritti di proprietà intellettuale.
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Orario di pubblicazione: 13 gennaio 2020