L'aluminium est l'un des matériaux les plus prometteurs pour l'aéronautique et l'automobile. Des scientifiques de l'Université nationale des sciences et de la technologie (MISIS) ont trouvé un moyen simple et efficace de renforcer les matériaux composites à base d'aluminium. Dopage de l'aluminium fondu avec du nickel et du lanthane, les scientifiques ont réussi à créer un matériau combinant les avantages des matériaux composites et des alliages standards :flexibilité, force, légèreté. L'article sur la recherche est publié dans Matériaux Lettres .

Des avions et des véhicules plus légers et plus rapides nécessitent des matériaux plus légers. L'un des matériaux les plus prometteurs est l'aluminium, ou plutôt, composites à base d'aluminium.

Les scientifiques de l'école scientifique NUST MISIS "Transitions de phase et développement d'alliages non ferreux" ont créé un nouveau composite Al-Ni-La solide pour l'industrie aéronautique et automobile. Des éléments dopants ont été ajoutés à la fonte d'aluminium, formant des composés chimiques spéciaux qui ont en outre formé une structure de renforcement solide.

« Notre groupe de recherche, dirigé par le professeur Nikolai Belov, travaille depuis de nombreuses années à la création de composites à base d'aluminium. Le composite Al-Ni-La est l'un de ces projets, visant à la création de matériau composite « naturel » à base d'aluminium à plus de 15 % vol. d'éléments dopants. Une caractéristique du nouveau développement est la haute capacité de renforcement des composés chimiques à structure ultrafine :le diamètre des éléments de renforcement ne dépasse pas plusieurs dizaines de nanomètres. Précédemment, les chercheurs se sont limités à l'étude de systèmes dans lesquels il est évidemment impossible d'obtenir une structure de renfort efficace. Soit ils fabriquaient des matériaux composites par des procédés de métallurgie des poudres à forte intensité de main d'œuvre (frittage de poudres), ou des technologies en phase liquide de malaxage de nanoparticules en fusion, " Torgom Akopian, l'un des auteurs, chercheur au département de formage des métaux NUST MISIS, commentaires.

Aujourd'hui, l'aluminium est renforcé principalement à l'aide de nanopoudres, mais c'est un processus extrêmement coûteux et long, où le résultat ne justifie pas toujours le coût. Par exemple, avec une augmentation de la force de seulement 5-20%, la plasticité peut diminuer de plusieurs dizaines de pour cent voire plusieurs fois. En outre, les particules elles-mêmes sont trop grosses - de 100 nanomètres à 1-2 micromètres, et leur % vol. est faible.

Le développement du scientifique NUST MISIS résout le problème du renforcement non uniforme et de la faible densité des composites « en poudre » :si une technique de fusion est utilisée, après cristallisation Al-Ni-La, le diamètre de la particule dopante ne dépasse pas 30-70 nanomètres. Grâce à la cristallisation "naturelle", les particules sont réparties uniformément, formant une structure de renfort. D'où, le composite devient plus résistant et plus flexible que ses analogues en poudre.

« Notre composite présente déjà de meilleures caractéristiques que ses analogues, y compris étrangers. Cependant, on ne va pas s'arrêter là, et à l'avenir, nous prévoyons de continuer à travailler sur la création de complexe (3-, 4 phases et plus) et des composites bon marché, dont le cycle de production inclura l'utilisation d'aluminium de pureté technique et de composants d'alliage moins chers, " ajoute Torgom.

Selon les scientifiques, le matériau proposé peut être utilisé principalement dans l'aéronautique et l'automobile, ainsi que pour la conception de la robotique moderne, y compris les hélicoptères, où la réduction du poids du drone est critique. En raison des particularités de la formation de la structure, le matériau proposé peut être utilisé pour la fabrication de pièces complexes via l'impression 3D. En outre, les nouveaux développements peuvent revêtir une importance stratégique d'un point de vue économique. À l'heure actuelle, la part principale des bénéfices de l'industrie de l'aluminium en Russie est l'exportation d'aluminium primaire. La création de nouveaux développements de haute technologie avec une valeur ajoutée accrue augmentera les profits en élargissant les marchés nationaux et étrangers pour la consommation d'aluminium.