Ett experiment på införandet av nanoskala diamant i en aluminiumsmälta med hjälp av ultraljudsbehandling vid Brunel University (London, Storbritannien) har slutförts. Resultatet kommer att användas för att skapa nya material, främst för sjötransporter. Experimentet utfördes vid Brunel Center for Advanced Solidification Technology (BCAST) under ledning av Dmitry Eskin, Professor vid TSU och Brunel University London.

Ingen hade tidigare syntetiserat legeringar med nanodiamanter; för detta, större partiklar eller grafit användes. Forskare vid TSU ser diamant som ett lovande material för tillverkning av härdade legeringar, även om andra nanopartiklar också används.

De resulterande materialen kan användas i flygplanet, bil, och rymdindustrier för tillverkning av skal, heminredning, och andra element som inte är relaterade till ställdonen (motorer, växellådor). De kommer att minska vikten och förbättra fordonssäkerhetsparametrarna.

"Experimentet med introduktion och distribution av nanopartiklar i aluminiumlegering utfördes för att förstå hur man kan öka legeringens mekaniska egenskaper under teknisk bearbetning (duktilitet, svetsbarhet, och andra) och drift (korrosionsbeständighet), samtidigt som kvaliteten bibehålls, säger Nikolai Kakhidze, en magisterstudent vid fakulteten för fysik och teknik, som precis har kommit tillbaka från praktik på Brunel University. "För införandet av nanopartiklar i aluminiumlegeringen, vi använde speciella ligaturer med diamant i nanoskala, som erhölls med den ursprungliga metoden för stötvågskomprimering patenterad av TSU (RF-patent nr 2654225)."

Nanoskala diamant är ett pulver av diamanter, med en partikelstorlek på flera nanometer. Masterlegeringar är hjälplegeringar som används för att införa andra element i den flytande metallen. I detta experiment, de är spön som senare kommer att vara ganska bekväma och tekniskt avancerade för användning i produktionen.

Experimentet visade att den resulterande legeringen är av hög kvalitet, utan porer och defekter. Således, parametrarna som valts av forskare gjorde det möjligt att införa nanopartiklar i legeringen utan att försämra kvaliteten på utgångsmaterialet; detta kommer ytterligare att bidra till en betydande ökning av mekaniska egenskaper.

Produktionen av nya lätta legeringar baserade på aluminium med förbättrade egenskaper är en brådskande uppgift för materialvetenskapen. Införandet av även en liten mängd nanopartiklar (mindre än 1%) kan leda till en betydande ökning av de fysiska och mekaniska egenskaperna hos billiga aluminiumlegeringar. Sådana föreningar kommer att ha en lägre kostnad jämfört med de analoger som för närvarande används, där det dyra skandium används för ligaturer.

Studien genomfördes i TSU High-Energy and Special Materials Research Laboratory som en del av projektet relaterat till produktion av material för marin skeppsbyggnad.

BCAST är en division av Brunel University London. Det är engagerat i innovativ forskning inom kristallisationskontrollteknik, utveckling av metoder för bearbetning av flytande metall. De bedriver också sin egen tillämpade forskning med enskilda industriella partners.