Une expérience sur l'introduction de diamant à l'échelle nanométrique dans une fonte d'aluminium à l'aide d'un traitement par ultrasons à l'Université Brunel (Londres, Royaume-Uni) est terminée. Le résultat sera utilisé pour créer de nouveaux matériaux, principalement pour le transport maritime. L'expérience a été menée au Brunel Center for Advanced Solidification Technology (BCAST) sous la direction de Dmitry Eskin, Professeur à la TSU et à l'Université Brunel de Londres.

Personne n'avait auparavant synthétisé d'alliages avec des nanodiamants; pour ça, des particules plus grosses ou du graphite ont été utilisés. Les scientifiques de TSU considèrent le diamant comme un matériau prometteur pour la production d'alliages durcis, bien que d'autres nanoparticules soient également utilisées.

Les matériaux résultants peuvent être utilisés dans l'avion, automobile, et les industries spatiales pour la fabrication de coques, décoration d'intérieur, et d'autres éléments non liés aux actionneurs (moteurs, boîtes de vitesses). Ils réduiront le poids et amélioreront les paramètres de sécurité du véhicule.

« L'expérimentation sur l'introduction et la distribution de nanoparticules dans l'alliage d'aluminium a été réalisée afin de comprendre comment augmenter les caractéristiques mécaniques de l'alliage lors de la transformation technologique (ductilité, soudabilité, et autres) et le fonctionnement (résistance à la corrosion), tout en maintenant la qualité, " dit Nikolaï Kakhidze, un étudiant à la maîtrise à la Faculté de physique et d'ingénierie, qui vient de rentrer d'un stage à l'Université Brunel. "Pour l'introduction de nanoparticules dans l'alliage d'aluminium, nous avons utilisé des ligatures spéciales avec du diamant nanométrique, qui ont été obtenus par la méthode originale de compactage par ondes de choc brevetée par TSU (brevet RF n° 2654225)."

Le diamant nanométrique est une poudre de diamants, avec une granulométrie de plusieurs nanomètres. Les alliages maîtres sont des alliages auxiliaires utilisés pour introduire d'autres éléments dans le métal liquide. Dans cette expérience, ce sont des tiges qui seront plus tard très pratiques et technologiquement avancées pour une utilisation en production.

L'expérience a montré que l'alliage résultant est de haute qualité, sans pores ni défauts. Ainsi, les paramètres choisis par les scientifiques ont permis d'introduire des nanoparticules dans l'alliage sans dégrader la qualité du matériau de départ; cela contribuera en outre à une augmentation significative des propriétés mécaniques.

La production de nouveaux alliages légers à base d'aluminium avec des caractéristiques améliorées est une tâche urgente pour la science des matériaux. L'introduction même d'une petite quantité de nanoparticules (moins de 1%) peut conduire à une augmentation significative des propriétés physiques et mécaniques des alliages d'aluminium bon marché. De tels composés auront un coût inférieur par rapport aux analogues actuellement utilisés, où le scandium coûteux est utilisé pour les ligatures.

L'étude a été menée dans le laboratoire de recherche sur les hautes énergies et les matériaux spéciaux de TSU dans le cadre du projet lié à la production de matériaux pour la construction navale.

BCAST est une division de l'Université Brunel de Londres. Il est engagé dans des recherches innovantes dans la technologie de contrôle de la cristallisation, le développement de méthodes de traitement du métal liquide. Ils mènent également leur propre recherche appliquée avec des partenaires industriels individuels.