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CientÃficos chinos anunciaron recientemente el desarrollo de una técnica para mejorar significativamente la resistencia al calor de las aleaciones de aluminio. Este avance abordará un desafÃo importante que durante mucho tiempo ha restringido el uso de este metal liviano en campos crÃticos como la aeroespacial y la transporte.
Según un informe en el South China Morning Post, el equipo de cientÃficos de la Universidad de Tianjin desarrolló la nueva técnica al inyectar nanopartÃculas en aleaciones de aluminio comunes y corrientes. Al hacerlo, crearon una aleación de aluminio fortalecida que demostró ser capaz de funcionar bien incluso a temperaturas muy altas.
Este informe de la agencia de noticias Xinhua describe cómo los fabricantes valoran las aleaciones de aluminio por su baja densidad, alta resistencia especÃfica y resistencia a la corrosión. Pero hasta ahora, las aleaciones de aluminio demostraban una resistencia al calor limitada, operando tÃpicamente alrededor de los 350 grados Celsius, o 662 grados Fahrenheit. Más allá de los 400 grados Celsius, sus propiedades mecánicas se degradaban rápidamente, limitando drásticamente el uso del aluminio en el diseño aeroespacial.
El informe cita a un cientÃfico que dice que la nueva aleación no solo será fácil de producir a gran escala, sino que su desarrollo es de gran importancia para la industria aeroespacial. Como la mayorÃa sabe, los aviones, cohetes y vehÃculos espaciales enfrentan mucha fricción atmosférica. Además, a menudo deben operar en campos de alta temperatura. Esta nueva técnica permitirá el uso de componentes de aluminio en situaciones donde antes no eran adecuados.
El equipo de la Universidad publicó sus hallazgos en la revista revisada por pares "Nature Materials" en abril de este año. Según el informe del SCMP, los resultados de mezclar partÃculas cerámicas con aleaciones para crear aleaciones reforzadas por dispersión de óxido superaron las expectativas. De hecho, hace aproximadamente dos años, la NASA presentó una técnica similar para producir la Aleación GRX-810, basada en nÃquel y capaz de resistir temperaturas de hasta 1,093 grados Celsius. El informe también citó el sitio web de la NASA diciendo que este método mejoró en gran medida la resistencia y durabilidad de los componentes utilizados en los sectores de aviación y espacial.
Las aleaciones de ODs se han creado con éxito para metales como hierro, molibdeno, nÃquel y tungsteno utilizando técnicas de procesamiento quÃmico. Sin embargo, las aleaciones de ODs disponibles comercialmente para metales como aluminio, magnesio, titanio y circonio seguÃan siendo en su mayorÃa inexistentes debido a su alta reactividad con el oxÃgeno. A diferencia de los metales capaces de reducirse desde sus óxidos, estos metales irreducibles plantean desafÃos en la extracción.
Para superar este problema, los investigadores de la universidad prepararon partÃculas de óxido de magnesio de 5nm y utilizaron metalurgia de polvos para distribuir estas partÃculas dentro de la matriz de aluminio, logrando asà un 8% de volumen. Este desarrollo allana el camino para el uso de aleaciones de aluminio en entornos de alta temperatura, potencialmente permitiéndoles competir con ciertas aleaciones de titanio mientras ofrecen un peso significativamente menor.
China es uno de los mayores consumidores de aluminio, y su industria recientemente aceleró el desarrollo de aluminio de energÃa verde. Al utilizar más energÃa verde para la producción de aluminio electrolÃtico, la industria espera dar pasos significativos en la reducción de las emisiones de carbono. También espera promover activamente la diferenciación del aluminio de energÃa verde respecto a su contraparte no verde.
Durante la última década, China pasó silenciosamente de la energÃa térmica a la energÃa hidroeléctrica para producir aluminio de bajo carbono. Según este informe, la energÃa térmica representó alrededor del 89% de la energÃa utilizada por las fundiciones de aluminio en China en 2015, mientras que la energÃa hidroeléctrica representó solo el 10%. Hoy en dÃa, el uso de energÃa térmica está en alrededor del 74%, mientras que la energÃa hidroeléctrica ahora representa alrededor del 20%. En el futuro, la energÃa solar y eólica también verán una adopción más generalizada, lo que permitirá una industria china del aluminio mucho más verde.
Por Sohrab Darabshaw
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