Nikolai Kakhidze, aluno de pós-graduação da Faculdade de Física e Engenharia, sugeriu o uso de nanopartículas de diamante ou óxido de alumínio como alternativa ao caro escândio para o endurecimento de ligas de alumínio. O novo material custará quatro vezes menos que o análogo contendo escândio, com propriedades físicas e mecânicas bastante semelhantes.
Atualmente, muitas empresas de construção naval buscam substituir o aço pesado por materiais leves e ultraleves. Além de aumentar a capacidade de carga, isso pode ser vantajoso para reduzir o consumo de combustível, reduzir as emissões nocivas para a atmosfera, aumentar a mobilidade da embarcação e acelerar a entrega da carga. Empresas dos setores de transporte e aeroespacial também estão interessadas em novos materiais.
Materiais compósitos com matriz de alumínio modificados com escândio tornaram-se um bom substituto. No entanto, devido ao alto custo do escândio, uma busca ativa está em andamento por um modificador mais acessível. Nikolai Kakhidze propôs a substituição do escândio por nanopartículas de diamante ou óxido de alumínio. Sua tarefa será desenvolver um método para a introdução correta de nanopós em uma fusão metálica.
Quando introduzidas diretamente no fundido, as nanopartículas são agregadas em aglomerados, oxidadas e não umedecidas, formando poros ao seu redor. Como resultado, impurezas indesejadas são obtidas em vez de partículas endurecedoras. No laboratório de materiais especiais e de alta energia da Universidade Estadual de Tomsk, Sergey Vorozhtsov já desenvolveu abordagens científicas e tecnológicas para o endurecimento disperso de alumínio e magnésio que garantem a introdução correta de nanopartículas refratárias no fundido e eliminam os problemas de molhabilidade e flotação.
– Com base no desenvolvimento dos meus colegas, meu projeto propõe a seguinte solução: nanopós são desaglomerados (distribuídos uniformemente) em um pó de alumínio de microescala por meio de diversas operações tecnológicas. Em seguida, sintetiza-se a partir dessa mistura uma ligadura suficientemente tecnológica e conveniente para uso industrial em escala industrial. Quando a ligadura é introduzida na massa fundida, campos externos são processados para distribuir uniformemente as nanopartículas e aumentar ainda mais a molhabilidade. A introdução correta de nanopartículas pode melhorar as propriedades físicas e mecânicas da liga inicial – Nikolai Kakhidze explica a essência de seu trabalho.
Nikolai Kakhidze planeja receber os primeiros lotes experimentais de ligaduras com nanopartículas para sua posterior introdução na massa fundida até o final de 2020. Em 2021, está previsto obter peças fundidas de teste e proteger os direitos de propriedade intelectual.
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Horário da publicação: 04/07/2022