Un nouvel alliage de métal est 100 fois plus durable que l'acier à haute résistance
Coolidge
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2018-08-20 09:29:00
Les chercheurs de Sandia National Laboratories montrent une simulation informatique utilisée pour prédire la résistance à l'usure sans précédent de leur alliage platine-or et un tribomètre environnemental utilisé pour le démontrer. (Photo de Randy Montoya)
Les chercheurs de Sandia National Laboratories montrent une simulation informatique utilisée pour prédire la résistance à l'usure sans précédent de leur alliage platine-or et un tribomètre environnemental utilisé pour le démontrer. (Photo de Randy Montoya)
Un alliage platine-or mis au point par des chercheurs américains est le premier alliage métallique de la même catégorie que le diamant et le saphir pour la résistance à l'usure.
L'équipe de recherche de Sandia National Laboratories au Nouveau-Mexique estime que le matériau, qui est 100 fois plus durable que l'acier à haute résistance, est le métal le plus résistant à l'usure au monde.
"Nous avons montré qu’un changement fondamental peut être apporté à certains alliages qui donneront lieu à cette formidable augmentation des performances sur un large éventail de métaux réels et pratiques", a déclaré le scientifique des matériaux Nic Argibay, auteur d’un article sur les matériaux avancés. .
Bien que les métaux soient forts, ils s'usent avec le temps lorsqu'ils frottent contre d'autres métaux, à moins qu'ils ne soient équipés d'une barrière ou d'un revêtement protecteur tel que de l'huile moteur. Pour l'électronique, ce revêtement est généralement en or ou en un autre métal précieux, et il s'use aussi avec le temps.
Le revêtement platine-or de Sandia pourrait permettre à l'industrie électronique d'économiser plus de 100 millions de dollars par an en matériaux, a déclaré Argibay, et rend les produits plus durables et plus fiables.
"Ces matériaux résistants à l'usure pourraient potentiellement apporter des avantages en termes de fiabilité à toute une série de dispositifs que nous avons explorés", a déclaré Chris Nordquist, un ingénieur de Sandia non impliqué dans l'étude. «Les possibilités d’intégration et d’amélioration seraient spécifiques à l’appareil, mais ce matériel fournirait un autre outil permettant de répondre aux limites actuelles de fiabilité des composants microélectroniques métalliques.»
Bien que leur mélange de 90% de platine et de 10% d’or ne soit pas nouveau, la théorie est la même. Argibay et son co-auteur Michael Chandross sont allés à l'encontre des idées reçues, selon lesquelles la capacité d'un métal à résister aux frictions est basée sur sa dureté. Au lieu de cela, ils ont théorisé que l'usure était liée à la capacité d'un métal à résister à la chaleur, et ils ont conçu leur alliage en fonction de cela.
"De nombreux alliages traditionnels ont été développés pour augmenter la résistance d'un matériau en réduisant la taille des grains", a déclaré John Curry, titulaire d'une bourse postdoctorale chez Sandia et premier auteur de l'article. "Même en présence de contraintes et de températures extrêmes, de nombreux alliages grossiront ou se ramolliront, surtout en cas de fatigue. Nous avons vu qu'avec notre alliage platine-or, la stabilité mécanique et thermique est excellente, et nous n'avons pas vu beaucoup de changements dans la microstructure pendant des périodes de stress cyclique extrêmement longues pendant le glissement. "
