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Superato il problema della fragilità dei metalli

07.12.2012

Gli scienziati della McGill University e della Federal Polytechnic School di Losanna in Svizzera hanno studiato la fragilità dei metalli e hanno scoperto come l'idrogeno influisca su questa proprietà cruciale dei metalli.

L'idrogeno, essendo l'elemento più leggero, si dissolve e migra facilmente all'interno dei metalli, rendendoli più fragili e inclini alla rottura. Questo fenomeno è stato scoperto nel 1875 e da allora l'infragilimento da idrogeno (il passaggio di un materiale da uno stato duttile a uno fragile) è stato un problema costante nella progettazione strutturale in industrie che vanno dagli utensili manuali agli aerei e ai reattori nucleari. Nonostante decenni di ricerca, gli scienziati non comprendono ancora appieno la fisica alla base dell'infragilimento da idrogeno. Per questo motivo, è difficile creare un modello affidabile che preveda il comportamento di una struttura in determinate condizioni o dopo molti anni. Di conseguenza, i progettisti industriali sono costretti a ricorrere a tentativi ed errori costosi e pericolosi.

Per la prima volta, un gruppo di scienziati è stato in grado di studiare attentamente il comportamento dell'idrogeno in un metallo su scala nanometrica. Grazie a ciò è stato possibile creare un nuovo modello che per la prima volta è in grado di prevedere con precisione la comparsa dell'infragilimento "da idrogeno". Il nuovo modello è già stato applicato con successo per prevedere il comportamento dell'acciaio ferritico ed è in pieno accordo con i risultati degli esperimenti con campioni reali. Pertanto, i metallurgisti hanno ricevuto uno strumento prezioso per lo sviluppo della prossima generazione di materiali strutturali resistenti e durevoli.

In condizioni normali, i metalli possono subire una notevole deformazione plastica se sottoposti a una forza. Questa plasticità è associata alla presenza di nano e microfessure, che creano luoghi per il movimento degli atomi (dislocazioni) e alleviano lo stress nel metallo.

Le dislocazioni possono essere considerate come "veicoli" e nano e microfessure - come "unità di trasporto" della deformazione plastica. Pertanto proprietà utili come duttilità e tenacità si basano sulle prestazioni di queste caratteristiche strutturali dei metalli. Sfortunatamente, queste nano e microfessure attirano anche atomi di idrogeno, che creano una sorta di "tappo" e bloccano il movimento degli atomi. Alla fine, questo porta alla distruzione del materiale: il metallo non si piega, ma si rompe.

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Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

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La ruota più antica 09.12.2003

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Il record precedente era detenuto dalle due ruote trovate in Svizzera e nella Germania meridionale, hanno 5000 anni. Il diametro della ruota slovena è di 140 centimetri, lo spessore è di 5 centimetri. Nelle vicinanze è stato trovato un asse di quercia, sul quale, a quanto pare, erano montate due di queste ruote.

Le immagini più antiche di ruote sono conosciute dalla Mesopotamia, hanno circa 6000 anni, ma gli originali stessi non sono ancora stati conosciuti dagli archeologi.

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