Científicos de Tomsk desarrollan un método para crear nanocompuestos metálicos ultrarresistentes para la aviación

Científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk (TPU) han propuesto un método innovador para crear compuestos de matriz metálica de alta dureza que podrían tener una amplia aplicación en la industria de la aviación.

El nuevo enfoque permite obtener materiales compuestos volumétricos con una matriz metálica que se distinguen por sus altas propiedades físico-mecánicas. La principal diferencia de este método radica en la combinación del material de la matriz metálica con un componente cerámico de refuerzo en el proceso de su tratamiento, lo que excluye la formación de alta porosidad y recristalización de las muestras. Las pruebas demostraron que los compuestos creados con este enfoque son cuatro veces más duros que materiales similares.

El uso de compuestos con matriz de aluminio, en particular, para detalles como discos de freno, pistones, así como elementos de la técnica aeroespacial — por ejemplo, alas y fuselajes — abre nuevas posibilidades para muchas aplicaciones en la industria automotriz y la aviación. Estos materiales proporcionan una excelente plasticidad, resistencia a la corrosión, alta rigidez y resistencia, lo cual es especialmente importante para las tecnologías aeroespaciales, donde los materiales deben ser ligeros y fiables.

La peculiaridad del método propuesto por los científicos consiste en la combinación in situ de partículas de refuerzo, como carburos de tungsteno, silicio y boro, con una matriz de aluminio mediante síntesis plasmadinámica. Este proceso permite que las partículas de refuerzo se integren en la estructura de la matriz sin porosidad ni recristalización adicionales, lo que suele ocurrir en los métodos de producción tradicionales. Se afirma que este enfoque favorece la distribución uniforme de partículas de carburos de tamaño micro y nanométrico, lo que mejora significativamente las propiedades físico-mecánicas de los productos finales.

Como resultado de la aplicación del nuevo enfoque, las propiedades físico-mecánicas de los compuestos aumentan significativamente. Los nuevos materiales poseen una alta dureza, que alcanza un rango de 103 a 215 HV, lo que cuadruplica las características de materiales similares fabricados con componentes disponibles comercialmente, cuya dureza oscila entre 47 y 62 HV. Esto permite crear componentes más resistentes al desgaste y duraderos, lo cual es especialmente importante en la aviación, donde la fiabilidad y la durabilidad de los materiales son de vital importancia.

La introducción de carburos en la matriz de aluminio permite aumentar significativamente la compactación de los componentes hasta el 99%, lo que también contribuye a mejorar su resistencia y resistencia al desgaste. Gracias a estas mejoras, el método propuesto puede convertirse en la base para la creación de nuevos materiales compuestos de alta eficiencia que serán demandados en las industrias de la aviación y la automoción, así como en otros campos donde se requieran materiales ligeros y resistentes.

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