Un gruppo di ricercatori presso i Sandia National Laboratories sta esplorando l’utilizzo della stampa 3D per creare una nuova superlega che potrebbe ridurre le emissioni di carbonio nelle centrali elettriche. In collaborazione con i ricercatori dell’Ames National Laboratory, della Iowa State University e della Bruker Corp., i team hanno sviluppato una superlega ad alte prestazioni che contiene una “composizione insolita” che la rende più resistente dei materiali tipici utilizzati nei macchinari a turbina.
Gli esperimenti hanno dimostrato che la nuova superlega, composta da 42% di alluminio, 25% di titanio, 13% di niobio, 8% di zirconio, 8% di molibdeno e 4% di tantalio, era più forte a temperature elevate rispetto a molte altre leghe ad alte prestazioni, comprese quelle attualmente utilizzate nelle parti delle turbine. Il team ha anche notato che la lega era ancora più forte quando è stata riportata a temperatura ambiente.
Gli scienziati hanno affermato che la stampa 3D ha giocato un ruolo importante nel loro successo, permettendo loro di creare combinazioni di elevata resistenza, peso ridotto e resilienza alle alte temperature, che non erano precedentemente possibili. La teoria della struttura elettronica guidata da Ames Lab ha fornito una comprensione delle origini atomiche di queste proprietà utili, e i ricercatori stanno ottimizzando la nuova classe di leghe per affrontare le sfide di produzione e scalabilità.
La scoperta potrebbe avere un ampio impatto nel settore energetico, nonché nell’industria aerospaziale e automobilistica. La superlega rappresenta un “cambiamento fondamentale” nello sviluppo delle leghe, poiché nessun singolo materiale costituisce più della metà del materiale. In confronto, l’acciaio è composto per circa il 98% da ferro combinato con carbonio, tra gli altri elementi.
I ricercatori presso i Sandia National Laboratories stanno esplorando se le tecniche avanzate di modellazione al computer potrebbero aiutare a scoprire più membri di quella che potrebbe essere una nuova classe di superleghe avanzate di produzione additiva ad alte prestazioni. Le leghe come questa potrebbero anche avere un impatto significativo sull’industria automobilistica. Come ha detto Andrew Kustas, uno degli scienziati di Sandia coinvolti nella scoperta: “Il ferro e un pizzico di carbonio hanno cambiato il mondo. Ora, stiamo iniziando ad andare oltre quattro o cinque elementi all’interno di un singolo materiale. Ed è allora che inizia davvero a diventare interessante e stimolante dal punto di vista della scienza dei materiali e della metallurgia”.
