Dr Peter Liddicoat à côté de la sonde atomique.
(PhysOrg.com) -- Une équipe internationale de chercheurs a découvert un nouvel alliage léger ultra-résistant et a publié ses principales conclusions dans Communication Nature .
Un chercheur et des collègues de l'Université d'État de Caroline du Nord ont trouvé un moyen de fabriquer un alliage d'aluminium, ou un mélange d'aluminium et d'autres éléments, aussi solide que l'acier.
C'est important, dit le Dr Yuntian Zhu, professeur de science des matériaux et chercheur de l'Etat NC impliqué dans le projet, parce que la recherche de matériaux toujours plus légers - mais plus solides - est cruciale pour tout concevoir, des voitures plus économes en carburant aux avions plus sûrs.
Dans un article publié dans la revue Communication Nature , Zhu et ses collègues décrivent la nouvelle architecture à l'échelle nanométrique au sein des alliages d'aluminium qui ont une résistance sans précédent mais aussi une plasticité raisonnable pour s'étirer et ne pas se casser sous contrainte. Peut-être encore plus important, la technique de création de ces nanostructures peut être utilisée sur de nombreux types de métaux différents.
Zhu dit que les alliages d'aluminium ont des éléments structurels uniques qui, lorsqu'ils sont combinés pour former une structure hiérarchique à plusieurs niveaux nanométriques, les rendre super résistants et ductiles.
Les alliages d'aluminium ont de petits blocs de construction, appelé "céréales, " qui sont des milliers de fois plus petits que la largeur d'un cheveu humain. Chaque grain est un minuscule cristal de moins de 100 nanomètres. Plus gros n'est pas meilleur dans les matériaux, Zhu dit, car les grains plus petits donnent des matériaux plus résistants.
Zhu dit également que les alliages d'aluminium ont un certain nombre de différents types de "défauts" cristallins. Les nanocristaux avec des défauts sont plus forts que les cristaux parfaits.
Le niveau étonnamment élevé de renforcement semble être dû à deux facteurs. Premièrement, on pense que la manière dont les éléments d'alliage sont disposés à l'intérieur des grains augmente la capacité de stockage des dislocations de l'alliage. Deuxièmement, le regroupement d'éléments entre les grains pourrait limiter la croissance des nanocristaux, augmenter la cohésion des grains, et résiste à la fragilisation et à la génération de défauts.
Imagerie de grains de taille nanométrique à l'intérieur d'un alliage d'aluminium. Les taches colorées montrent les grains :les points colorés montrent des amas d'atomes de zinc et de magnésium qui renforcent le matériau. (Graphique Yonghao Zhao/UC Davis)
Maintenant, Zhu prévoit de travailler sur le renforcement du magnésium, un métal encore plus léger que l'aluminium. Il collabore avec le ministère de la Défense sur un projet visant à fabriquer des alliages de magnésium suffisamment solides pour être utilisés comme gilets pare-balles pour les soldats.
Les collègues de Zhu sur le Communication Nature papier sont affiliés à l'Université de Sydney en Australie; l'Université de Californie, Davis; et Ufa State Aviation Technical University en Russie.
