Une première étude mondiale menée par l'Université Monash a découvert une technique et un phénomène qui peuvent être utilisés pour créer plus fort, alliages de magnésium légers qui pourraient améliorer l'intégrité structurelle dans les industries automobile et aérospatiale.

Publié dans le prestigieux Communication Nature vendredi, 19 juillet, chercheurs de l'Université Monash, Le CSIRO et l'Université de Chongqing ont découvert un modèle de ségrégation des éléments d'alliage dans les frontières jumelles en utilisant une cartographie aux rayons X à résolution atomique à une tension électronique beaucoup plus faible.

Les ingénieurs sont constamment à la recherche de solides, matériaux légers pour une utilisation dans les voitures, les avions et les véhicules à grande vitesse pour améliorer l'efficacité énergétique, aérodynamique, vitesse et charge de poids.

Le constat est significatif, car la déformation du magnésium léger au cours des processus et applications thermomécaniques empêche que ces alliages soient utilisés plus largement à la place de l'acier. Il a également des implications pour d'autres alliages légers tels que l'aluminium et le titane.

"Le magnésium léger a un potentiel énorme pour des applications économes en énergie et respectueuses de l'environnement. Mais la ségrégation dans ces matériaux est sujette aux dommages causés par les faisceaux d'électrons, " auteur principal, le professeur Jian-Feng Nie, du Département de science et d'ingénierie des matériaux de l'Université Monash, mentionné.

"Les dommages causés par le faisceau d'électrons sont les plus graves lorsque les atomes de soluté séparés deviennent une seule colonne atomique. Cela a un impact sur la formabilité, comportement à la déformation et résistance à la traction-compression des produits corroyés en magnésium.

« Nous avons démontré qu'il est possible de résoudre cette difficulté en utilisant une cartographie des rayons X à résolution atomique à une tension d'accélération des électrons beaucoup plus faible [120 kV] au lieu de 300 kV, qui est couramment utilisé.

"Nous avons en outre découvert que le nouveau modèle de ségrégation augmente l'effet d'épinglage des limites de plus de 30 fois, et fait passer le mécanisme de migration de la frontière jumelle du mode communément accepté à un nouveau."

Les chercheurs ont utilisé un alliage de magnésium comprenant du néodyme et de l'argent dans le cadre de leur étude. Cet alliage contient des propriétés mécaniques supérieures à la fois à température ambiante et à température élevée.

Ils ont trouvé des améliorations significatives de la contrainte de cisaillement, par 33 fois, et la limite de déformation élastique s'est produite lorsque la frontière jumelle était peuplée de néodyme et d'argent.

La densité de charge accrue entre l'argent et le néodyme avec le magnésium a indiqué une liaison plus forte et un renforcement du jumeau. Lorsque la force est appliquée, le magnésium est poussé vers le néodyme et loin de l'argent, créant un plus fort, alliage léger.

"Nos travaux démontrent que l'analyse à l'échelle atomique de la structure et de la chimie de la ségrégation des solutés dans les alliages métalliques aux compositions complexes est désormais possible, " dit le professeur Nie.