Een experiment met de introductie van diamant op nanoschaal in een aluminiumsmelt met behulp van ultrasone behandeling aan de Brunel University (Londen, Verenigd Koninkrijk) is voltooid. Het resultaat wordt gebruikt om nieuwe materialen te maken, voornamelijk voor zeevervoer. Het experiment werd uitgevoerd in het Brunel Center for Advanced Solidification Technology (BCAST) onder leiding van Dmitry Eskin, Professor aan TSU en Brunel University London.

Niemand had eerder legeringen gesynthetiseerd met nanodiamanten; voor deze, grotere deeltjes of grafiet werden gebruikt. Wetenschappers van TSU zien diamant als een veelbelovend materiaal voor de productie van geharde legeringen, hoewel er ook andere nanodeeltjes worden gebruikt.

De resulterende materialen kunnen worden gebruikt in het vliegtuig, auto, en ruimtevaartindustrieën voor de vervaardiging van granaten, interieur decoratie, en andere elementen die geen verband houden met de actuatoren (motoren, versnellingsbakken). Ze zullen het gewicht verminderen en de veiligheidsparameters van het voertuig verbeteren.

"Het experiment over de introductie en distributie van nanodeeltjes in aluminiumlegeringen werd uitgevoerd om te begrijpen hoe de mechanische eigenschappen van de legering tijdens technologische verwerking (ductiliteit, lasbaarheid, en andere) en werking (corrosiebestendigheid), met behoud van de kwaliteit, " zegt Nikolai Kakhidze, een masterstudent aan de Faculty of Physics and Engineering, die net terug is van stage bij de Brunel University. "Voor de introductie van nanodeeltjes in de aluminiumlegering, we gebruikten speciale ligaturen met diamant op nanoschaal, die werden verkregen door de originele methode van schokgolfverdichting gepatenteerd door TSU (RF-octrooi nr. 2654225)."

Diamant op nanoschaal is een poeder van diamanten, met een deeltjesgrootte van enkele nanometers. Hoofdlegeringen zijn hulplegeringen die worden gebruikt om andere elementen in het vloeibare metaal te introduceren. In dit experiment, het zijn hengels die later heel handig en technologisch geavanceerd zullen zijn voor gebruik in de productie.

Het experiment toonde aan dat de resulterende legering van hoge kwaliteit is, zonder poriën en defecten. Dus, de door wetenschappers gekozen parameters maakten het mogelijk om nanodeeltjes in de legering te brengen zonder de kwaliteit van het uitgangsmateriaal aan te tasten; dit zal verder bijdragen aan een significante toename van de mechanische eigenschappen.

De productie van nieuwe lichte legeringen op basis van aluminium met verbeterde eigenschappen is een urgente taak voor de materiaalkunde. De introductie van zelfs een kleine hoeveelheid nanodeeltjes (minder dan 1%) kan leiden tot een aanzienlijke toename van de fysieke en mechanische eigenschappen van goedkope aluminiumlegeringen. Dergelijke verbindingen zullen lagere kosten hebben in vergelijking met de analogen die momenteel worden gebruikt, waar het dure scandium wordt gebruikt voor ligaturen.

De studie werd uitgevoerd in het TSU High-Energy and Special Materials Research Laboratory als onderdeel van het project met betrekking tot de productie van materialen voor de scheepsbouw op zee.

BCAST is een afdeling van de Brunel University London. Het houdt zich bezig met innovatief onderzoek op het gebied van kristallisatiecontroletechnologie, de ontwikkeling van methoden voor het verwerken van vloeibaar metaal. Ze doen ook eigen toegepast onderzoek met individuele industriële partners.