La recherche ouvre la voie à des alliages plus résistants
La tomographie à rayons X synchrotron à grande vitesse "photographie" les structures cristallines changeantes des alliages fondus pendant leur refroidissement.
Des scientifiques de l'université de Birmingham ont décrit comment des cristaux microscopiques se développent et changent de forme dans les métaux fondus au fur et à mesure qu'ils refroidissent.
La recherche décrit comment des cristaux microscopiques se développent et changent de forme dans les métaux en fusion lors de leur refroidissement.
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Les chercheurs, dont les résultats ont été publiés dans Acta Materialia, ont utilisé la tomographie à rayons X synchrotron à grande vitesse pour "photographier" les structures cristallines changeantes des alliages fondus lors de leur refroidissement.
L'étude montre qu'à mesure que l'alliage aluminium-cuivre refroidit, le processus de solidification commence par la formation de dendrites à facettes, qui sont formées par un empilement couche par couche d'unités de base de quelques micromètres. Ces unités ont d'abord une forme en L et s'empilent les unes sur les autres comme des blocs de construction, mais au fur et à mesure qu'elles refroidissent, elles changent de forme et se transforment en U et enfin en cube évidé, tandis que certaines d'entre elles s'empilent pour former de belles dendrites.
L'étude a été menée par le Dr Biao Cai, de l'école de métallurgie et de matériaux de l'université de Birmingham, dont les recherches ont déjà démontré comment les champs magnétiques influencent la croissance des cristaux.
Le Dr Cai a commenté : "Les résultats de cette nouvelle étude donnent un réel aperçu de ce qui se passe au niveau micro lorsque l'alliage refroidit, et montrent la forme des éléments de base des cristaux dans les alliages fondus. La forme des cristaux détermine la résistance de l'alliage final, et si nous pouvons fabriquer des alliages avec des cristaux plus fins, nous pouvons fabriquer des alliages plus résistants."
Il a ajouté : "Les résultats sont en contraste direct avec la vision classique de la formation de dendrites dans les alliages en fusion, et ouvrent la porte au développement de nouvelles approches qui peuvent prédire et contrôler la formation de cristaux intermétalliques."
Les recherches antérieures du Dr Cai ont abouti à une nouvelle technologie permettant d'améliorer la qualité de l'aluminium recyclé en éliminant le fer de l'alliage fondu par un procédé simple et peu coûteux utilisant des aimants et un gradient de température.
Cette technologie fait l'objet d'une demande de brevet déposée par University of Birmingham Enterprise. Elle a également attiré des fonds du Midlands Innovation Commercialisation of Research Accelerator et du EPSRC-Impact Acceleration Account, ce qui a permis à Biao de construire un prototype à grande échelle qui fonctionne à 1000oC et utilise un aimant de 1 Tesla.
Le prototype est actuellement testé à l'aide de lingots fournis par le Tandom Metallurgical Group, qui exerce une activité de commerce international depuis sa base de Congleton, dans le Cheshire, où il produit des alliages d'aluminium, des alliages maîtres et recycle les produits, les déchets et les crasses d'aluminium.
Le Dr Cai espère publier les résultats des essais et présenter le démonstrateur à l'industrie avant la fin de l'année, dans le but de trouver des collaborateurs industriels disposés à effectuer des essais en fonderie en combinaison avec les lignes de production existantes.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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