Aleación de cobre combinada con tantalio y litio: supermaterial de nueva generación. Esta podría ser la base para una nueva generación de materiales en las industrias aeroespacial, de defensa y de alta tecnología - Foto: Universidad de Lehigh
Según Science, un equipo de investigación de la Universidad de Lehigh (Pensilvania, EE.UU.) y la Universidad Estatal de Arizona ha creado una nueva aleación de cobre que combina tantalio y litio, que tiene una resistencia mecánica mayor que el acero convencional, pero aún mantiene una conductividad eléctrica superior, algo que las superaleaciones actuales no pueden lograr.
La característica única de esta aleación radica en su nanoestructura de tres capas: precipitados cúbicos estables de cobre y litio se intercalan entre dos capas de tantalio, un metal conocido por su resistencia a la corrosión y al calor. Es esta microestructura la que permite que el material soporte temperaturas de hasta 800 °C (1472 °F) y una tensión máxima de 1120 MPa a temperatura ambiente, aproximadamente un 50 % más alta que el acero estándar.
En el pasado, los productos manufacturados en la industria de los materiales a menudo solo tenían una de dos características: durabilidad o buena conductividad eléctrica. Los productos con alta durabilidad deben reducir o eliminar la capacidad de conducir electricidad y viceversa. La invención de la nueva aleación ha roto ese límite, abriendo una nueva era para los materiales "multiusos": tan conductores como el cobre, tan fuertes como el acero, tan resistentes al calor como el níquel, en una única nanoestructura.
"Esta es una base sólida para que la industria y la defensa desarrollen una nueva generación de materiales para dispositivos que requieren un rendimiento y una fiabilidad extremadamente altos", afirmó el profesor Harmer, miembro del equipo de investigación.
En las industrias aeroespacial, energética y de defensa, se requiere un material que sea buen conductor de electricidad, resistente al calor, de alta resistencia y estable durante largos períodos de tiempo. Actualmente, el material comúnmente utilizado es la superaleación a base de níquel, que tiene buena resistencia al calor y a la corrosión, pero una conductividad eléctrica muy baja, lo que la hace inadecuada para dispositivos que requieren transmisión de alta potencia.
La microestructura de la nueva aleación puede compararse con la “huella dactilar” del material, que determina cómo reacciona a factores como el calor, la radiación o el impacto mecánico. Gracias a la presencia de litio como estabilizador estructural, la aleación mantiene su resistencia y evita el agrietamiento incluso cuando se somete a impactos continuos a altas temperaturas.
Gracias a su alta resistencia al calor y a la ausencia de pérdida de conductividad eléctrica, esta aleación se puede utilizar como álabes de turbinas o cámaras de combustión en motores a reacción hipersónicos. Éste es también un área en el que Estados Unidos, China y Rusia están invirtiendo y desarrollando.
No solo en motores de cohetes, esta aleación también se puede aplicar a armaduras, armas electromagnéticas, sensores militares , lugares que requieren materiales súper ligeros, súper duraderos y con buena conductividad eléctrica.
Además, tanto la energía térmica, como la nuclear, la explotación de petróleo y gas... requieren equipos que operen en condiciones extremas. Con su resistencia a la corrosión y resistencia mecánica, la aleación de cobre, litio y tantalio se puede utilizar como carcasas de equipos, intercambiadores de calor o tuberías resistentes a la presión.
Aunque todavía se encuentra en la fase de laboratorio, los expertos dicen que esta nueva aleación tiene el potencial de cambiar la forma en que los humanos construyen aviones, naves espaciales, armas y sistemas eléctricos en la próxima década.
La sofisticada combinación de diseño microestructural, materiales preciosos y nanotecnología hace de esta aleación no sólo una invención científica , sino un avance tecnológico con impacto global.
Fuente: https://tuoitre.vn/phat-minh-ra-hop-kim-dong-cung-hon-thep-chiu-nhiet-toi-800c-20250528163731304.htm
Kommentar (0)