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Un alliage d'aluminium puissant est désormais soudable grâce à la nanotechnologie

Un alliage d'aluminium puissant est désormais soudable grâce à la nanotechnologie

L'alliage d'aluminium 7075 était une star dans les années 1940 et pour une bonne raison aussi. Pour les non-initiés, l'alliage d'aluminium 7075 a une résistance comparable à de nombreuses plaques d'acier populaires qui sont sur le marché aujourd'hui, maintenant une grande résistance à la fatigue, une résistance élevée à la corrosion et une usinabilité moyenne. Sans parler du poids d'un tiers de l'acier.

Avec le zinc comme principal élément d'alliage, l'alliage était très prometteur dans les premiers jours de la fabrication. Alors, qu'est-ce-qu'il s'est passé?

Le processus de soudage de l'alliage d'aluminium 7075 n'est pas une tâche facile et presque impossible à utiliser pour créer certaines des pièces que vous pouvez trouver dans une ligne d'usine. Pourtant, l'équipe de chercheurs de la UCLA Samueli School of Engineering vient peut-être de développer un moyen de souder AA 7075.

Les nanoparticules sont le secret

Lorsque l'AA 7075 est chauffé à des températures de soudage, la structure moléculaire de l'alliage crée un écoulement irrégulier des éléments qui le composent, conduisant à une dégradation de la résistance de l'alliage et même à une fissuration à la chaleur.

L'alliage d'aluminium 7075 est composé de 5.6–6.1% zinc, 2.1–2.5% magnésium, 1.2–1.6%le cuivre et moins d'un demi pour cent de silicium, de fer, de manganèse, de titane, de chrome et d'autres métaux.

Pour résoudre ce problème, l'équipe de l'UCLA a utilisé des nanoparticules pour résoudre ce problème. Des nanoparticules de carbure de titane ont été infusées dans l'alliage, en utilisant les nanoparticules comme matériau de remplissage entre deux fils de soudage AA 7075 séparés.

Le nouveau matériau soudé n'a pas du tout été compromis par des fissures ou des éléments affaiblis. En fait, la nouvelle soudure de AA 7075 a produit une résistance à la traction d'environ 392 mégapascals. À titre de référence, ce serait l'équivalent de certains des matériaux sur les avions utilisés aujourd'hui.

L'équipe de l'UCLA pense qu'avec un peu d'expérimentation, ils pourraient augmenter la résistance à la traction des joints AA 7075 aussi haut que 551 mégapascals, rivalisant avec l'acier.

Avec un matériau aussi résistant que l'acier mais plus léger que l'acier, les constructeurs pourraient créer des véhicules plus rapides et plus économes en carburant, et l'utilité ne s'arrête pas là.

Selon Xiaochun Li, professeur de fabrication Raytheon de l'UCLA et chercheur principal de l'étude, «les entreprises pourraient utiliser les mêmes processus et équipements dont elles disposent déjà pour incorporer cet alliage d'aluminium super fort dans leurs processus de fabrication, et leurs produits pourraient être plus légers et plus énergétiques. efficaces, tout en conservant leur force.


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