Onderzoekers van Purdue University hebben een supersterk materiaal ontwikkeld dat sommige productieprocessen voor de ruimtevaart- en auto-industrie kan veranderen.

Het Purdue-team, geleid door Xinghang Zhang, een professor in Purdue's School of Materials Engineering, creëerde hoogwaardige coatings van aluminiumlegeringen. Volgens Zhang, er is een toenemende vraag naar dergelijke materialen vanwege hun voordelen voor autofabrikanten en de lucht- en ruimtevaartindustrie.

"We hebben een zeer duurzame en lichtgewicht aluminiumlegering gemaakt die net zo sterk is als en mogelijk sterker dan, roestvrij staal, "Zei Zhang. "Onze aluminiumlegering is licht van gewicht en biedt flexibiliteit die roestvrij staal in veel toepassingen niet biedt."

Een ander lid van het Purdue-team, Yifan Zhang, een afgestudeerde student materiaalkunde, zei dat de aluminiumlegering die ze hebben gemaakt kan worden gebruikt voor het maken van slijtage- en corrosiebestendige auto-onderdelen zoals motoren en coatings voor optische lenzen voor gespecialiseerde telescopen in de lucht- en ruimtevaartindustrie.

Purdue-onderzoekers creëren de supersterke aluminiumlegering door "stapelfouten, " of vervormingen in de kristalstructuur van aluminium. Dergelijke vervormingen kunnen leiden tot zogenaamde nanotwins en complexe stapelfouten, zoals de 9R-fase.

"Het 9R-type stapelfout is meestal zeldzaam in aluminium, " zei Qiang Li, een doctoraatsstudent en lid van het onderzoeksteam. "We introduceren zowel dubbele grenzen als 9R-fase binnen nanokorrels voor de lichtgewicht Al-legeringen die zowel sterk als zeer vervormbaar zijn onder spanningen. Naast coatingtoepassingen, we onderzoeken ook opschalingspotentieel van hogesterkte Al-legeringen in bulk."

Het team creëerde ook een manier om de supersterke legeringscoatings te ontwikkelen door ijzer- of Ti-atomen in de kristalstructuur van aluminium te introduceren. De resulterende "nano-gewonnen" coatings van aluminium-ijzerlegeringen bleken een van de sterkste aluminiumlegeringen te zijn die ooit zijn gemaakt, vergelijkbaar met hogesterktestaalsoorten. De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in Geavanceerde materialen en Scripta Materialia .