La nuova lega metallica è 100 volte più resistente dell'acciaio ad alta resistenza

I ricercatori di Sandia National Laboratories mostrano una simulazione al computer utilizzata per prevedere la resistenza all'usura senza precedenti della loro lega di platino e oro, e un tribometro ambientale utilizzato per dimostrarlo. (Foto di Randy Montoya)
I ricercatori di Sandia National Laboratories mostrano una simulazione al computer utilizzata per prevedere la resistenza all'usura senza precedenti della loro lega di platino e oro, e un tribometro ambientale utilizzato per dimostrarlo. (Foto di Randy Montoya)
Una lega di platino-oro sviluppata da ricercatori americani è la prima lega metallica che si trova nella stessa categoria di diamante e zaffiro per la resistenza all'usura.

Il team di ricerca, proveniente dai Sandia National Laboratories nel New Mexico, ritiene che il materiale, che è 100 volte più resistente dell'acciaio ad alta resistenza, sia il metallo più resistente all'usura al mondo.

"Abbiamo dimostrato che c'è un cambiamento fondamentale che puoi apportare ad alcune leghe che conferiranno questo enorme aumento delle prestazioni su una vasta gamma di metalli reali e pratici", ha detto lo scienziato dei materiali Nic Argibay, autore di un recente articolo che riporta i risultati in Advanced Materials .

Sebbene i metalli siano forti, si logorano nel tempo quando sfregano contro altri metalli, a meno che non siano dotati di una barriera protettiva o di un rivestimento come l'olio per motori. Per quanto riguarda l'elettronica, questo rivestimento è solitamente realizzato in oro o in un altro metallo prezioso, e anch'esso si consuma nel tempo.

Il rivestimento in oro-platino di Sandia potrebbe risparmiare oltre 100 milioni di dollari all'anno nel settore dell'elettronica, ha affermato Argibay, e rendere i prodotti più durevoli e affidabili.

"Questi materiali resistenti all'usura potrebbero potenzialmente fornire vantaggi di affidabilità per una vasta gamma di dispositivi che abbiamo esplorato", ha affermato Chris Nordquist, un ingegnere Sandia non coinvolto nello studio. "Le opportunità di integrazione e miglioramento sarebbero specifiche del dispositivo, ma questo materiale fornirebbe un altro strumento per affrontare le attuali limitazioni di affidabilità dei componenti microelettronici di metallo".

Anche se la loro miscela di platino al 90% e oro al 10% non è nuova, la teoria dietro è. Argibay e il suo co-autore Michael Chandross si sono scagliati contro la saggezza convenzionale, che impone che la capacità di un metallo di resistere all'attrito si basi su quanto sia difficile. Invece, hanno teorizzato che l'usura era legata al modo in cui un metallo poteva resistere al calore, e hanno progettato la loro lega con questo in mente.

"Molte leghe tradizionali sono state sviluppate per aumentare la resistenza di un materiale riducendo la granulometria", ha dichiarato John Curry, un postdoctoral designato da Sandia e primo autore sul giornale. "Ancora, in presenza di tensioni e temperature estreme, molte leghe si appesantiscono o si ammorbidiscono, specialmente sotto la fatica. Abbiamo visto che con la nostra lega di platino-oro la stabilità meccanica e termica è eccellente, e non abbiamo visto molti cambiamenti alla microstruttura per periodi di stress ciclico immensamente lunghi durante lo scorrimento ".