S’appuyant sur leurs travaux sur le tout premier alliage de magnésium supranano, une équipe de recherche dirigée par l’Université de la ville de Hong Kong (CityUHK) a démontré comment l’ingénierie supranano peut conduire à une résistance et une ductilité plus élevées dans les matériaux de structure en vrac.
Les conclusions ont été publié dans Science sous le titre « Ductilisation des alliages 2,6-GPa via des interfaces ordonnées à courte portée et des précipités supranano ».
Le problème ultime que l’équipe dirigée par CityUHK a tenté de résoudre est lié à la résistance et à la ductilité des matériaux fabriqués à partir de métaux, par exemple l’acier ou le titane, a déclaré le professeur Lu Jian, doyen du Collège d’ingénierie de CityUHK.
« Si nous voulons créer des matériaux plus solides et plus ductiles, nous devons nous garder de produire des alliages qui présentent inévitablement une capacité d’écrouissage réduite au fil du temps », a déclaré le professeur Lu.
L’approche unique adoptée par l’équipe du professeur Lu permet de contrôler avec succès la disposition et la conception de l’intérieur et des limites des grains d’un alliage à grains fins au niveau supranano, c’est-à-dire en dessous de 10 nanomètres.
« Nous avons déjà travaillé sur des alliages de magnésium, mais pour ce projet, nous avons utilisé un mélange de métaux à plusieurs composants pour la synthèse », a expliqué le professeur Lu, ajoutant que les trois groupes de recherche collaboratifs de son équipe comprennent son ancien doctorat. étudiants et postdoctorants menant des recherches sur les structures supra-nano-duales. Ils sont aujourd’hui professeurs et responsables de recherche à l’Université Jiaotong de Xi’an.
Ils ont découvert que l’ordre supranano contribuait à favoriser une contrainte d’écoulement continuellement accrue jusqu’à la rupture de l’alliage à une déformation remarquable de 10 % avec une contrainte de traction tout aussi impressionnante de 2,6 gigapascals (GPa).
« La limite d’élasticité des alliages nanostructurés à grains fins est généralement inférieure à 1,5 à 2 GPa », a-t-il déclaré.
Essentiellement, poursuit le professeur Lu, l’équipe dirigée par CityUHK a découvert que les ordres supranano ont un effet de blocage plus fort pour les luxations et les défauts d’empilement (SF). Cela ralentit le mouvement des luxations et des SF, ce qui augmente la possibilité de leur interaction et de leur enchevêtrement avec d’autres luxations mobiles, et favorise la multiplication et l’accumulation de ces défauts lors du chargement.
« Les ordres supranano avec précipités sont uniformément répartis à l’intérieur du grain et, par conséquent, la répartition des défauts générés est également uniforme, ce qui atténue la localisation des déformations, conduisant à un renforcement et une ductilisation mutuellement complémentaires et facilitant un taux d’écrouissage élevé et un allongement important. « , a déclaré le professeur Lu.
Le réglage fin de ces techniques d’ingénierie supranano améliorera encore la résistance et la ductilité de différents matériaux, conduisant à un spectre d’applications dans les industries de l’aérospatiale, de l’automobile, des 3C (informatique, communication et électronique grand public), et dans la construction utilisant des alliages ultra-résistants.
Plus d’informations :
Yong-Qiang Yan et al, Ductilisation des alliages 2,6-GPa via des interfaces ordonnées à courte portée et des précipités supranano, Science (2025). DOI : 10.1126/science.adr4917