Voici le matériau le plus solide du monde : meilleur que l’acier, il aurait évité la catastrophe du Titanic

Voici Le Matériau Le Plus Solide Du Monde : Meilleur

Créé par une équipe de scientifiques américains, il a été testé dans des conditions extrêmes, démontrant une résistance bien supérieure à celle des meilleurs aciers.

Images au microscope montrant comment une fissure a du mal à se propager dans la structure de l'alliage CrCoNi lors du test de résistance à 20 Kelvin (–253,15 °C).

Images au microscope montrant comment une fissure a du mal à se propager dans la structure de l’alliage CrCoNi lors du test de résistance à 20 Kelvin (–253,15 °C).

Nous nous souvenons tous probablement que l’accident désastreux du Titanic en 1912 s’est produit parce que le paquebot britannique a heurté un iceberg dans l’océan Atlantique Nord lors de sa première traversée de Southampton, en Angleterre, à New York, aux États-Unis. Cependant, peu de gens savent que la déchirure causée par la collision a été facilitée par l’acier avec lequel le navire a été construit, ou plutôt par la résistance insuffisante aux ruptures de ce matériau à basse température. Depuis, la recherche de matériaux capables de résister à des conditions extrêmes est devenue un préalable important, révélant cependant que la plupart des métaux couramment utilisés dans l’industrie présentent une résistance réduite à basse température.

La création de nouveaux alliages capables de résister au froid est donc devenue un véritable défi pour les chercheurs et, en particulier, pour une équipe dirigée par les chercheurs Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), en Californie, et Oak Ridge National Laboratory (ORNL), dans le Tennessee, qui a développé il y a une dizaine d’années un nouvel alliage métallique de chrome, de cobalt et de nickel (CrCoNi), pour découvrir seulement maintenant, grâce au développement de technologies permettant de tester des matériaux dans des conditions extrêmes, que leur matériau possède « la ténacité la plus élevée jamais enregistrée pour tout autre matériau”.

Cela indique que le nouvel alliage est non seulement extrêmement ductile – ce qui, en science des matériaux, indique qu’il est hautement malléable – et qu’il est extraordinairement résistant, dans le sens où il résiste à la déformation permanente, mais aussi que «la résistance et sa ductilité s’améliorent en refroidissantont expliqué les universitaires dans un communiqué. Ensemble, ces propriétés font de ce nouvel alliage le matériau le plus résistant sur Terre.

CrCoNi, le matériau plus résistant que l’acier

CrCoNi fait partie de la famille des alliages à haute entropie (HEA), des matériaux dont les proportions des différents éléments constitutifs sont à peu près les mêmes, ce qui semble donner à certains de ces matériaux une combinaison extraordinairement élevée de résistance et de ductilité sous contrainte. « La ténacité de ce matériau à proximité des températures de l’hélium liquide (20 Kelvin, -253,15 degrés Celsius) peut atteindre 500 mégapascals par mètre carré – a déclaré le co-responsable de la recherche Robert Ritchie, chercheur principal au Berkeley Lab et professeur au Département de science et d’ingénierie des matériaux de l’Université de Californie – . Dans les mêmes unités de mesure, la ténacité d’un morceau de silicium est de 1 mégapascal, celle de la structure en aluminium des avions de ligne est d’environ 35 et celle de certains des meilleurs aciers est d’environ 100. Donc, 500, c’est un nombre stupéfiant.”.

Les détails de la découverte du record, décrits dans un article qui vient d’être publié dans la revue La sciencerévèlent également la présence d’une série de comportements lors de la déformation qui créent un « séquence magiqued’interactions capables d’apporter d’abord de la malléabilité puis de la résistance au matériau. Autrement dit, lorsque le matériau se déforme, un premier mécanisme se déclenche, puis un deuxième, un troisième et un quatrième. « Dans les matériaux normaux, ces mécanismes se produisent isolément, alors que dans notre matériau, ils se produisent dans une séquence qui donne ces propriétés vraiment extraordinaires.», a précisé Ritchie.

Bien que l’utilisation du CrCoNi dans le monde réel soit encore loin, en partie à cause des coûts de production élevés et de la nécessité de nouvelles études sur son comportement, le nouveau matériau est actuellement en cours de développement pour diverses applications. Les chercheurs le considèrent également comme un bon candidat pour les environnements extrêmes tels que l’espace lointain, où les températures détruisent les alliages métalliques standard. Le co-responsable du projet Easo George, président du gouverneur de l’ORNL pour la théorie et le développement des alliages avancés, et son équipe étudient également comment les alliages constitués des éléments les plus abondants et les moins chers – il y a une pénurie mondiale de cobalt et de nickel en raison de leur demande dans le l’industrie des batteries – peuvent être conçues pour avoir des propriétés similaires.