Metales ultraduros y ultraestables mediante el refinamiento de su microestructura

Investigadores chinos afirmaron haber desarrollado una forma simple y rentable de producir metales ultraduros y ultraestables, una técnica que podría encontrar posibles aplicaciones en una amplia gama de procesos de fabricación industrial.

     La forma de hacer más fuertes los metales mediante el refinamiento de su microestructura ha sido un desafío para los científicos debido a que reajustar la microestructura de los metales y las aleaciones puede volverlos térmica y mecánicamente inestables.

     Los investigadores del Instituto de Investigación de Metales, parte de la Academia de Ciencias de China, informaron en la revista estadounidense Science que refinaron la microestructura de níquel puro, un metal de color blanco plateado normalmente utilizado en la fabricación de productos industriales y de consumo, mediante lo que se conoce como deformación plástica o ejercer suficiente presión sobre un metal para cambiar su forma.

     Para producir el deseado material ultraduro y ultraestable, los científicos desarrollaron una técnica llamada tratamiento de esmerilado mecánico de superficie y lo emplearon para romper la superficie de una muestra de níquel puro, lo que produjo microestructuras en el metal.

     En lugar de obtener la habitual estructura tridimensional de grano fino, observaron en cambio una estructura laminada a nivel nanométrico. Estas plaquetas bidimensionales en capas condujeron a un incremento en la fuerza y dureza del níquel en las capas superficiales y, además, a un incremento de la estabilidad térmica de la estructura de grano, dijeron los investigadores.

     Los investigadores dijeron que la estructura nanolaminada muestra una dureza de 6,4 gigapascales, la cual es mayor que cualquier dureza de níquel de grano ultrafino reportada y su temperatura de endurecimiento es de 40 grados kelvin por encima del níquel de grano ultrafino.

     «Esta técnica de procesamiento es muy simple y altamente controlable. También puede ser utilizada en otros metales como el aluminio, el hierro y sus aleaciones, con el fin de mejorar las propiedades de su superficie y de su desempeño general», dijo a Xinhua el profesor Lu Ke del Instituto de Investigación de Metales y autor principal del estudio.

     «Por lo tanto, tiene una gran importancia práctica en la esfera de la fabricación industrial», dijo Lu.

     En un artículo de perspectiva que acompaña al estudio, Salah Ramtani de la Universidad de París dijo que el material presentado por Lu «es inusual en el sentido de que está graduado tanto geométrica como mecánicamente y de que posee propiedades excepcionales».

     «Este estudio abrirá nuevas posibilidades para la investigación básica y a posibles aplicaciones tencológicas en una amplia gama  de procesos de fabricación industrial», agregó Ramtani.