Nikolai Kakhidze, estudiante de posgrado de la Facultad de Física e Ingeniería, propuso utilizar nanopartículas de diamante u óxido de aluminio como alternativa al costoso escandio para endurecer las aleaciones de aluminio. El nuevo material costará 4 veces menos que el análogo que contiene escandio y tiene propiedades físicas y mecánicas bastante parecidas.
Actualmente, muchas empresas de construcción naval se esfuerzan por sustituir el acero pesado por materiales ligeros y ultraligeros. Además de aumentar la capacidad de carga, esto se puede aplicar ventajosamente para reducir el consumo de combustible, reducir las emisiones nocivas a la atmósfera y aumentar la movilidad del buque y acelerar la entrega de carga. Las empresas de los sectores del transporte y aeroespacial también están interesadas en nuevos materiales.
Los materiales compuestos de matriz de aluminio modificados con escandio se convirtieron en un buen sustituto. Sin embargo, debido al alto costo del escandio, se está realizando una búsqueda activa de un modificador más asequible. Nikolai Kakhidze propuso sustituir el escandio por nanopartículas de diamante u óxido de aluminio. Su tarea será desarrollar un método para la correcta introducción de nanopolvos en una masa fundida de metal.
Cuando se introducen directamente en la masa fundida, las nanopartículas se agregan en aglomerados, se oxidan y no se humedecen, y forman poros a su alrededor. Como resultado, en lugar de partículas endurecidas, se obtienen impurezas no deseadas. En el laboratorio de materiales especiales y de alta energía de la Universidad Estatal de Tomsk, Sergey Vorozhtsov ya ha desarrollado enfoques científicos y tecnológicos para el endurecimiento disperso de aluminio y magnesio que garantizan la correcta introducción de nanopartículas refractarias en la masa fundida y eliminan los problemas de humectabilidad y flotación. .
– Basado en el desarrollo de mis colegas, mi proyecto propone la siguiente solución: los nanopolvos se desaglomeran (distribuyen uniformemente) en un polvo de aluminio de tamaño micro mediante varias operaciones tecnológicas. Luego se sintetiza una ligadura a partir de esta mezcla que es suficientemente tecnológica y conveniente para su uso industrial a escala industrial. Cuando se introduce la ligadura en la masa fundida, se procesan campos externos para distribuir uniformemente las nanopartículas y aumentar aún más la humectabilidad. La introducción correcta de nanopartículas permite mejorar las propiedades físicas y mecánicas de la aleación inicial, explica Nikolai Kakhidze la esencia de su trabajo.
Nikolai Kakhidze tiene previsto recibir a finales de 2020 los primeros lotes experimentales de ligaduras con nanopartículas para su posterior introducción en la masa fundida. En 2021 está previsto obtener piezas fundidas de prueba y proteger los derechos de propiedad intelectual.
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Hora de publicación: 04-jul-2022