Nikolai Kakhidze, estudiante de posgrado de la Facultad de Física e Ingeniería, ha sugerido el uso de nanopartículas de diamante u óxido de aluminio como alternativa al costoso escandio para endurecer aleaciones de aluminio. El nuevo material costará cuatro veces menos que su análogo con escandio, con propiedades físicas y mecánicas bastante similares.
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 puede tener ventajas para reducir el consumo de combustible, las emisiones nocivas a la atmósfera, aumentar la movilidad del buque y acelerar la entrega de carga. Las empresas de los sectores del transporte y la 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 buscando activamente un modificador más asequible. Nikolai Kakhidze propuso reemplazar el escandio con nanopartículas de diamante u óxido de aluminio. Su tarea consistirá en desarrollar un método para la correcta introducción de nanopolvos en una masa fundida metálica.
Al introducirse directamente en la masa fundida, las nanopartículas se aglomeran, se oxidan y no se humedecen, formando poros a su alrededor. Como resultado, se generan impurezas indeseadas en lugar de partículas endurecedoras. 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.
Basándome en el desarrollo de mis colegas, mi proyecto propone la siguiente solución: los nanopolvos se desaglomeran (distribuyen uniformemente) en un polvo de aluminio micrométrico mediante varias operaciones tecnológicas. A partir de esta mezcla, se sintetiza una ligadura lo suficientemente tecnológica y conveniente para su uso industrial a escala industrial. Al introducir la ligadura en la masa fundida, se procesan campos externos para distribuir uniformemente las nanopartículas y aumentar aún más la humectabilidad. La correcta introducción de nanopartículas puede mejorar las propiedades físicas y mecánicas de la aleación inicial, explica Nikolai Kakhidze la esencia de su trabajo.
Nikolai Kakhidze planea recibir los primeros lotes experimentales de ligaduras con nanopartículas para su posterior introducción en la masa fundida a finales de 2020. En 2021, está previsto obtener piezas de prueba y proteger los derechos de propiedad intelectual.
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Hora de publicación: 04-jul-2022