Progettare leghe metalliche prevedendo in modo dettagliato le proprietà dei metalli. Impiegando una combinazione di simulazioni al computer e un processo di apprendimento automatico, gli scienziati del MIT hanno sviluppato un sistema che potrebbe agevolare lo sviluppo di nuove leghe per un’ampia varietà di applicazioni. Le leghe metalliche avanzate sono essenziali in parti chiave della vita moderna: dalle automobili ai satelliti, dai materiali da costruzione all’elettronica.
Un aiuto per progettare leghe metalliche: lo studio del MIT
Quando due metalli vengono mescolati insieme, gli atomi del metallo secondario possono raccogliersi lungo i bordi di grano oppure diffondersi attraverso il reticolo degli atomi all’interno dei grani. Le proprietà complessive del materiale sono determinate in gran parte dal comportamento di questi atomi, ma finora non era possibile prevederlo sistematicamente.
Il lavoro dei ricercatori americani punta a risolvere questo problema. A seconda della destinazione d’uso di una lega, gli ingegneri cercano infatti di ottimizzare le combinazioni delle proprietà. In alcuni casi, per esempio, il raggruppamento di atomi lungo i bordi di grano è una proprietà che può aumentare la durezza e la resistenza alla corrosione di un metallo, mentre altre volte può renderlo più fragile.
I ricercatori hanno esaminato oltre 200 diverse combinazioni di un metallo di base e un metallo di lega. Poi hanno simulato sistematicamente alcuni di questi composti per studiare le configurazioni dei loro bordi di grano, poi hanno usato un algoritmo di apprendimento automatico per estrapolare i dati da questi casi specifici e fornire i valori previsti per un’intera gamma di possibili variazioni di lega.
Le previsioni di apprendimento automatico sono state convalidate con simulazioni più mirate e si sono rivelate attendibili. I ricercatori hanno quindi scoperto che molte combinazioni di leghe escluse come irrealizzabili in realtà sono fattibili. Il database compilato da questo studio è stato reso pubblico e disponibile e può aiutare chiunque lavori per progettare nuove leghe.