Sandia National Laboratories organismo de investigación y desarrollo en disuasión nuclear, seguridad global, defensa, tecnologías energéticas y tecnología en materiales, ubicada en Albuquerque, Nuevo México, ha desarrollado la aleación más resistente del mundo al desgaste .
Esta nueva aleación de platino y oro tiene una dureza similar a la del diamante o el zafiro. Son los minerales más resistentes al desgaste. La aleación podría ahorrar millones de dólares a la industria de los materiales.
Cuando se frotan metales repetidamente contra otros metales, como en un motor, se desgastan, deforman y corroen a menos que tengan una barrera protectora, como recubrimiento de otro metal más resistente y aditivos en el aceite de motor.
Por otro lado, en electrónica, los contactos móviles de metal a metal reciben protecciones similares con capas externas de oro u otras aleaciones de metales preciosos. Pero estos revestimientos son caros, debido a la problemática anterior es muy importante realizar investigaciones de metales y recubrimientos que sean más resistentes.
Desarrollo de la aleación
El grupo de Sandía lleva aproximadamente poco más de una década desarrollando modelos sofisticados para predecir los efectos de la fricción de los metales.
La mencionada aleación más resistente del mundo les tomó alrededor de cuatro años obteniendo una mezcla de metales nanocristalinos altamente estables, con una relación de 90% de platino y un 10% de oro, es altamente resistente, tiene gran estabilidad mecánica y térmica, presenta un pequeño e insignificante cambio en su microestructura durante periodos muy largos de fricción
Mencionaron que hay formas de adaptar las microestructuras de los metales para impartir una notable resistencia mecánica y al desgaste. A esto le llamaron “Ingeniería de límites de grano”. En la que es posible alterar el comportamiento de los metales mediante la introducción de constituyentes de aleación que se segregan a los límites de los granos.
La aleación se pudo llevar a cabo gracias a simulación en herramientas computacionales. Contaban los átomos individuales que estaban afectando las propiedades a gran escala de un material.
Sandia propuso una nueva teoría que dice que, la capacidad de un metal de soportar la fricción no depende de su dureza. Sino de su resistencia al calor, por lo que seleccionaron cuidadosamente los metales, las proporciones y un proceso de fabricación para probar su teoría.
Duración de la aleación
La aleación es 100 veces más duradero que el acero de alta resistencia, por lo que es la primera aleación, o combinación de metales, que se encuentra al nivel del diamante y el zafiro, los materiales más resistentes al desgaste de la naturaleza.
La aleación es tan duradera que, si se fabricaran llantas para automóviles con ella, el neumático elaborado con ese material apenas tendría un desgaste de una capa de átomos por cada milla derrapada.
Este descubrimiento podría ahorrarle a la industria de la electrónica más de 100 millones de dólares al año solo en materiales. Hacer que los productos electrónicos de todos los tamaños y en muchas industrias sean más rentables, duraderos y confiables.
Aplicaciones
Gracias este avance se puede mejorar las cualidades de las piezas. Además de las aplicaciones en la electrónica esta aleación puede emplearse en el sector de los materiales.
También en piezas que sean sometidas a grandes fuerzas de rozamiento, aplicando un recubrimiento de dicha mezcla en piezas metálicas no tan resistentes prolongando su vida útil.
Probablemente el recubrimiento resulte ser más caro que los ya existentes en la industria. Pero sin duda, valdrá la pena utilizar la aleación, ya que las piezas duran muchos años.
No se necesitará realizar gastos de mantenimiento ni gastos de reemplazo. Engranajes, cojinetes y motores de automóviles son algunas de las piezas en los que se podría emplear.
La aleación desarrollada por Sandia promete abarcar los sistemas aeroespaciales y las turbinas eólicas hasta la industria microelectrónica para teléfonos celulares y sistemas de radar. Diferentes sectores industriales podrían beneficiarse con el nuevo material.
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