Alliages de réglage fin pour une utilisation à haute température

Un phénomène lié à l'effet invar - qui permet aux matériaux magnétiques tels que les alliages nickel-fer (Ni-Fe) de ne pas se dilater avec l'augmentation de la température - a été découvert dans les alliages paramagnétiques ou faiblement magnétisés à haute température.

La recherche, qui comprend une théorie générale expliquant le nouvel effet invar, promet de faire progresser la conception d'alliages à haute température avec une stabilité mécanique exceptionnelle. Abréviation de "invariant", la plasticité invar permet aux alliages Ni-Fe magnétiquement désordonnés de présenter un comportement de déformation pratiquement invariant sur une large plage de températures, ce qui les rend idéaux pour les turbines et autres utilisations mécaniques à des températures extrêmement élevées.

L'effet invar, cependant, n'a jamais été entièrement compris. Les nouvelles découvertes aident à expliquer les propriétés particulières à haute température des alliages spéciaux utilisés dans les moteurs à réaction tels que les superalliages à base de nickel. L'invar a deux effets connus :la dilatation thermique et l'élasticité (capacité à rebondir après flexion). Étant donné que ces deux effets sont liés à l'interaction entre la température et l'ordre magnétique, ils sont considérés comme spécifiques aux alliages magnétiquement ordonnés.

À l'aide de la modélisation mécanique quantique des premiers principes, les chercheurs ont identifié comment la plasticité invariante se produit également dans les alliages non magnétiques lorsqu'un équilibre structurel existe au niveau atomique entre les structures compactes cubiques et hexagonales. La nouvelle découverte élargit la palette des phénomènes d'invar et des compositions de matériaux, avec des implications claires pour de nouvelles applications.