“Paduan aluminium baru ini memiliki lebih dari enam kali kekuatan paduan aluminium tradisional pada 500 derajat Celcius, secara signifikan melampaui tingkat terbaik yang dilaporkan secara internasional untuk bahan berbasis aluminium,” kata TJU dalam rilis resmi awal bulan ini.
“Proses manufaktur ini sederhana, hemat biaya, dan mudah ditingkatkan untuk produksi industri, membuatnya sangat berharga untuk aplikasi industri,” kata pemimpin peneliti He Chunnian dalam rilisnya.
“Tim ini bermitra dengan para pemimpin industri terkemuka dan lembaga penelitian untuk mendorong pengembangan paduan aluminium tahan panas untuk mesin kedirgantaraan dan komponen kedirgantaraan penting, dan mengharapkan bahan untuk melihat penggunaan industri segera.”
Penelitian ini dipublikasikan pada 26 April di jurnal Nature Materials peer-review.
Peningkatan kinerja dalam paduan aluminium dicapai dengan menggabungkan partikel oksida berlapis nanometer yang sangat stabil. Selain biayanya yang rendah, partikel, yang memiliki titik leleh di atas 1.000 derajat Celcius, menawarkan kekuatan luar biasa, konduktivitas termal, tahan panas, ketahanan oksidasi dan ketahanan korosi.
Proses menggabungkan partikel keramik ke dalam paduan untuk membuat paduan oksida yang diperkuat dispersi (ODS) telah menunjukkan janji. Pada tahun 2022, NASA mengungkapkan metode serupa untuk memproduksi Nasa Alloy GRX-810 berbasis nikel, yang dapat menahan 1.093 derajat Celcius.
Menurut situs web NASA, metode ini secara signifikan meningkatkan kekuatan dan daya tahan komponen dan suku cadang yang digunakan dalam penerbangan dan eksplorasi ruang angkasa, menghasilkan kinerja yang lebih baik dan tahan lama.
Sementara paduan ODS telah dikembangkan untuk logam yang dapat direduksi seperti besi, molibdenum, nikel dan tungsten melalui metode pemrosesan kimia, belum ada paduan ODS yang tersedia secara komersial untuk logam yang tidak dapat direduksi seperti aluminium, magnesium, titanium, dan irkonium, karena reaktivitas kimianya yang tinggi dengan oksigen.
Tidak seperti logam yang dapat direduksi, logam yang tidak dapat direduksi tidak dapat dengan mudah diekstraksi dari oksidanya.
Untuk mengatasi masalah ini, Dia dan timnya menyiapkan partikel magnesium oksida 5nm dan kemudian menggunakan metalurgi serbuk – proses pembuatan untuk bagian logam yang memadatkan dan menyinter bubuk logam – untuk mendistribusikan partikel dalam matriks aluminium, mencapai fraksi volume 8 persen.
“Strategi kami mencapai paduan aluminium ODS yang mengandung nanopartikel 5nm [magnesium oksida] yang sangat dispersif melalui metalurgi serbuk,” kata para peneliti.
“Bahan ini menunjukkan sifat yang benar-benar luar biasa,” Alexis Deschamps, seorang ahli internasional terkenal dalam bahan logam dari Universite Grenoble Alpes di Prancis, mengatakan dalam sebuah ulasan berita oleh Nature Materials.
“Perkembangan ini membuka kemungkinan baru untuk penerapan paduan aluminium di lingkungan bersuhu tinggi, di mana mereka dapat bersaing dengan beberapa paduan titanium dengan bobot lebih rendah.”