Descubren un metal que no se agrieta a temperaturas extremas

Un grupo de investigadores descubre las sorprendentes propiedades de la aleación

Una aleación de metal (producto obtenido por la fusión de diversos químicos) compuesta de niobio, tantalio, titanio y hafnio ha sorprendido a los científicos de materiales con su impresionante resistencia a temperaturas extremas calientes y frías.

En este contexto, la resistencia se define como cuánta fuerza puede soportar un material antes de que se deforme permanentemente de su forma original, y la tenacidad es su resistencia a la fractura (agrietamiento).

La resistencia de la aleación a la flexión y la fractura en una enorme variedad de condiciones podría abrir la puerta a una nueva clase de materiales para motores de próxima generación que puedan funcionar con mayor eficiencia.

El equipo, dirigido por Robert Ritchie en Berkeley Rab, descubrió las sorprendentes propiedades de la aleación y, en segunda instancia, cómo surgen de interacciones en la estructura atómica. Su trabajo se describe en un estudio publicado en Science.

«La eficiencia de convertir calor en electricidad o empuje está determinada por la temperatura a la que se quema el combustible; cuanto más caliente, mejor. Sin embargo, la temperatura de funcionamiento está limitada por los materiales estructurales que deben soportarla», dijo en un comunicado el primer autor, David Cook.

Nueva clase de metales

La aleación de este estudio proviene de una nueva clase de metales conocida como aleaciones refractarias de entropía media o alta (RHEA/RMEA). La mayoría de los metales que vemos en aplicaciones comerciales o industriales son aleaciones hechas de un metal principal mezclado con pequeñas cantidades de otros elementos, pero los RHEA y los RMEA se obtienen mezclando cantidades casi iguales de elementos metálicos con temperaturas de fusión muy altas, lo que les da propiedades únicas que los científicos aún están desentrañando.

El grupo de Ritchie ha estado investigando estas aleaciones durante varios años debido a su potencial para aplicaciones de alta temperatura.

«Nuestro equipo ha realizado trabajos previos sobre RHEA y RMEA, y hemos descubierto que estos materiales son muy fuertes pero generalmente poseen una tenacidad a la fractura extremadamente baja, razón por la cual nos sorprendió cuando esta aleación mostró una tenacidad excepcionalmente alta», dijo el coautor Punit Kumar, investigador postdoctoral del grupo.