Des chercheurs de l'Université Monash en Australie ont utilisé une combinaison d'imagerie à l'échelle atomique et de simulations pour améliorer la compréhension de la phase de renforcement thêta-prime dans le système d'alliage de cuivre et d'aluminium.

Dans une étude publiée dans Communication Nature , les auteurs ont montré que l'amélioration de la phase était permise en introduisant un afflux important de défauts cristallins spécifiques, ou « postes vacants ».

Ils ont étudié la transformation thêta-prime dans l'alliage binaire Al-1,7at.%Cu, un alliage qui forme la base de nombreux alliages commerciaux largement utilisés dans l'industrie aérospatiale. Ils ont rapporté une nucléation directe et rapide de la phase thêta-prime, ainsi que d'une phase précipitée inattendue.

Les chercheurs décrivent cette voie de nucléation comme étant dirigée par une matrice, car il s'agit d'une phase précurseur qui sert de matrice structurelle pour les phases nucléées.

Alors que la nucléation est lente et clairsemée lorsque l'alliage massif est soumis à un traitement thermique classique, l'étude a montré que la nucléation est rapide et abondante lorsque le traitement thermique est appliqué à un échantillon dont l'une de ses dimensions est à l'échelle nanométrique. L'étude a également révélé le rôle essentiel des postes vacants dans la nucléation dirigée par modèle.

Les résultats ont des implications importantes pour les mécanismes de précipitation dans les matériaux nanométriques ou nanostructurés, ainsi que dans des conditions associées à un grand nombre de défauts de réseau tels que des matériaux éloignés de l'équilibre ou soumis à des niveaux extrêmes de déformation ou à une irradiation ionique intense.

Auteur principal, Professeure agrégée Laure Bourgeois du Département de science et génie des matériaux et du Centre Monash de microscopie électronique, dit :« nous avons montré que la transformation devient beaucoup plus facile après l'introduction de vacances dans la phase thêta-prime dans plusieurs situations :dans les nanomatériaux, sous irradiation par un faisceau d'électrons dans un microscope électronique, et en déformant et en chauffant les matériaux en vrac."

« En offrant une meilleure compréhension de la manière dont la phase de renforcement peut être promue, nous visons à contribuer à la conception de meilleurs alliages légers à haute résistance qui offrent des performances supérieures."