E’ stata scoperta una nuova lega metallica composta da niobio, tantalio, titanio e afnio, che viene ritenuta impressionante per quanto riguarda forza e tenacia, in grado di resistere sia a delle temperature estremamente calde quanto fredde. A fare questa incredibile scoperta è stato il team guidato da Robert Ritchie del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e dell’UC Berkeley, in collaborazione con i gruppi capitanati dai professori Diran Apelian dell’UC Irvine ed Enrique Lavernia della Texas A&M University, così come riferito da Reccom.org.
“L’efficienza della conversione del calore in elettricità o spinta è determinata dalla temperatura alla quale viene bruciato il carburante: più è caldo, meglio è. La temperatura operativa tuttavia è limitata dai materiali strutturali che devono resistere”, ha spiegato David Cook, il primo autore nonché ricercatore del laboratorio di Ritchie, che poi ha aggiunto: “Abbiamo esaurito la capacità di ottimizzare ulteriormente i materiali che attualmente utilizziamo ad alte temperature e c’è un grande bisogno di nuovi materiali metallici. Questo è quello in cui questa lega si dimostra promettente”.
NUOVA LEGA METALLICA SCOPERTA: LA CLASSE DEGLI RMEA
La lega metallica osservata in questo studio proviene da una nuova classe di metalli che è nota come leghe refrattarie ad alta o media entropia (RHEA/RMEA). Si tratta di metalli che sono realizzati mescolando in parti quasi uguali elementi metallici con temperature di fusioni molto elevate, e ciò permette di avere delle proprietà uniche che gli scienziati stanno ancora cercando di comprendere fino in fondo.
“Il nostro team ha svolto lavori precedenti su RHEA e RMEA e abbiamo scoperto che questi materiali sono molto resistenti, ma generalmente possiedono una tenacità alla frattura estremamente bassa, motivo per cui siamo rimasti scioccati quando questa lega ha mostrato una tenacità eccezionalmente elevata“, ha aggiunto Punit Kumar, autore dello studio nonché ricercatore post-dottorato del gruppo.
NUOVA LEGA METALLICA SCOPERTA: LA PARTICOLARITÀ DI QUESTO COMPOSTO CHIMICO
Stando a quanto specificato da Cook, la maggior parte di questi metalli RMEA, ha una resistenza alla frattura che è inferiore a 10 MPa√m, di conseguenza si tratta di alcuni dei metalli più fragili mai registrati. Ma la nuova lega metallica formata da niobio, tantalio, titanio e afnio è stata in grado di superare anche l’acciaio criogenico, risultando infatti 25 volte più resistente delle tipiche RMEA.
Gli scienziati hanno sottoposto questi metalli a varie temperature, dal -196 gradi, la temperatura dell’azoto liquido, fino ai 1.200 gradi, e si è scoperto che la lega aveva una massima resistenza al freddo, diventando poi più debole con la crescita del termometro, ma vantando comunque dei valori impressionanti in tutto l’intervallo: di fatto ha avuto un’ottima resistenza a tutte le temperature. Lo studio è stato pubblicato su Science, e nonostante la lega in questione chiamata in gergo tecnico Nb 45 Ta 25 Ti 15 Hf 15 dovrà essere ancora studiata prima di trovare applicazione a livello industriale, ma in ogni caso sembra avere il potenziale per essere usata per i motori del futuro, a cominciare da quelli nel campo dell’ingegneria aerospaziale.