Un team di ricercatori della Pusan National University ha utilizzato uno speciale campione di magnesio a “T” che facilita la separazione dei normali effetti di riscaldamento dagli effetti atermici aggiuntivi del trattamento elettropulsante (EPT), una tecnologia all’avanguardia per il riscaldamento rapido di materiali metallici.
Gli scienziati della Pusan National University hanno usato uno speciale campione di magnesio a “T” che facilita la separazione dei normali effetti di riscaldamento dagli effetti atermici aggiuntivi del trattamento elettropulsante (EPT), una tecnologia all’avanguardia per il riscaldamento rapido di materiali metallici. I risultati sono stati recentemente pubblicati sul Journal of Magnesium and Alloys
Altamente efficiente dal punto di vista energetico ed eco-sostenibile, il trattamento elettropulsante (EPT) utilizza una corrente pulsata o “elettropulse”, ottenendo effetti unici come l’elettroplasticità e l’anisotropia elettropulsante. Facilita una rapida evoluzione microstrutturale nelle leghe, rispetto alla tecnica convenzionale di trattamento termico in forno (FHT), probabilmente grazie a contributi atermici che vanno oltre gli effetti del riscaldamento Joule.
Metodologia innovativa e risultati chiave
I recenti studi degli scienziati per determinare questi contributi atermici si sono concentrati su confronti diretti tra EPT e FHT alle stesse temperature, ma tali approcci potrebbero essere soggetti a significativi errori sperimentali.
Taekyung Lee, capo della ricerca della Pusan University, sottolinea la novità del lavoro del suo team: “La nostra innovativa metodologia di campionamento a T separa i percorsi di corrente e di trasferimento di calore all’interno di un singolo campione sottoposto a EPT. Questa metodologia pionieristica è in contrasto con il metodo convenzionale che confrontava due campioni diversi: uno con EPT e l’altro con FHT a una temperatura simile, presentando numerose limitazioni intrinseche. D’altra parte, la metodologia di campionamento a T consente l’analisi indipendente degli effetti termici e atermici dell’EPT all’interno di un singolo campione”.
Controllando attentamente la corrente elettrica in un campione di lega di magnesio AZ31 pre-gettato, il team di ricerca coreano ha creato due regioni nello stesso campione che hanno raggiunto quasi la stessa temperatura, ma solo una regione ha effettivamente trasportato corrente. Gli scienziati hanno poi scoperto che la regione che trasportava corrente mostrava un meccanismo di migrazione dei bordi indotto dalla deformazione migliorato, una crescita dei grani molto più rapida, la rimozione dei bordi gemelli, la riduzione dei bordi dei grani a basso angolo e la dislocazione. annichilazione e rammollimento rispetto alla regione riscaldata solo per conduzione. Ciò dimostra che l’EPT può accelerare i cambiamenti microstrutturali oltre quanto possa essere spiegato dal solo calore.
I ricercatori della Pusan University hanno verificato i loro risultati utilizzando l’analisi agli elementi finiti, che ha confermato il confinamento del flusso di corrente elettrica a un singolo fascio e ha riprodotto in modo affidabile la distribuzione termica curva osservata all’intersezione del fascio nel campione di tipo T.
Possibili sviluppi per la ricerca futura e l’industria
Il prefessor Lee fa luce sulle implicazioni a lungo termine della tecnologia innovativa del suo team: “Misurare l’effetto atermico senza calore Joule, o effetto termico, nel processo EPT è stata a lungo una sfida importante nel mondo accademico. La metodologia sviluppata può aiutare i ricercatori a comprendere i principi fisici che governano l’EPT. Si prevede, pertanto, che diventi una tecnologia di misurazione standard fondamentale per il progresso di tecniche di formatura ad alta efficienza ed ecocompatibili, note come formatura assistita elettricamente, per vari materiali metallici utilizzando elettroimpulsi.”
Nel complesso, l’approccio del campione di tipo T presentato in questo studio offre un quadro solido per separare gli effetti termici e atermici dell’EPT su scala macroscopica, fornendo così uno strumento indispensabile per elaborare i rispettivi ruoli nelle microstrutture e nelle proprietà meccaniche guidate dall’EPT.
Foto: Pusan National University
