¿Se pueden fusionar metales y piedras para crear nuevas aleaciones con propiedades únicas?

Sí, el polvo de piedra se puede introducir en el metal fundido para obtener MMC (compuestos de matriz metálica) en lugar de una aleación. Será prudente considerar los siguientes puntos antes de continuar:

  1. La composición del polvo de piedra debería ser idealmente una mezcla no homogénea de MgO, Al2O3, SiO2, ZrO2 y otros óxidos cerámicos. Supongamos que el metal en el que desea infundir polvo de piedra es aluminio (aleación).
  2. ¿Qué propiedades está buscando mejorar a través de su MMC de polvo de Al-stone?
  3. Por lo general, se requiere tal clase de MMC para atender aplicaciones a altas temperaturas o ser resistentes al desgaste o tener un módulo y una resistencia más altos, ¿a qué apunta?
  4. ¿Qué fracción de volumen de polvo de piedra mejorará realmente las propiedades deseadas de decir Al puro? Esto se llama la fricción de volumen crítico, más allá de la cual será inviable realizar el MMC o provocará el deterioro de estos atributos. ¿Cómo se estima la fracción de volumen crítico?
  5. El Al fundido no humedecerá las partículas de polvo necesarias para garantizar una buena unión entre la matriz (Al) y el refuerzo (polvo de piedra). ¿Cómo planea superar este obstáculo?
  6. La colada por agitación es una técnica bien documentada para fabricar tal clase de compuestos. Lea sobre esto mientras considera varios parámetros de proceso para realizar artefactos óptimos.
  7. Es esencial diseñar un experimento para la caracterización efectiva de varios atributos.

Entonces, ahora tiene 7 preguntas más que responder en respuesta a la que hizo … la metalurgia nunca fue fácil.

Para empezar, fabricar aleaciones de metal y piedra ofrece una gran variedad de elementos (es decir, tipos de átomos que forman la materia convencional). En realidad, mezclar átomos para crear materia con propiedades interesantes es la base de la ciencia de los materiales, la metalurgia y muchas otras disciplinas científicas.

El truco es que hay muchos elementos, que puedes combinar de muchas maneras y muchas proporciones. Desafortunadamente, de esas combinaciones posibles, la gran mayoría no tiene ningún interés práctico y encontrar las pocas que sí requieren tiempo, suerte, habilidad y, por lo general, dinero. Ese trabajo se lleva a cabo en todo el mundo en universidades y empresas con una gran infraestructura. Hasta la fecha, podemos esperar que las manzanas colgantes hayan sido agarradas, lamentablemente.

Si puede fundir metales y piedras al azar en proporciones aleatorias, es probable que esté produciendo una nueva aleación con nuevas propiedades. También es probable que esta aleación tampoco traiga nada nuevo al estado de la metalurgia.

Finalmente, mencionaste el metal con polvo de piedra, curiosamente, algunas espadas modernas de competición están hechas de metal con polvo de metal. Esas espadas pueden ser muy flexibles pero muy difíciles de romper, ver acero mago [1].

¡Buena suerte!

Notas al pie

[1] Maraging steel – Wikipedia

El hierro fundido contiene aproximadamente 1% de silicio (en cuarzo y otras piedras). En esta alta concentración, hace que el hierro fundido sea frágil. Aunque no es culpa del silicio, solo ocupa el espacio donde estaba el carbono, lo que obliga al carbono a agruparse en grafito.

El grafito es realmente débil. Por lo tanto, el hierro fundido solo tiene bolsas de material débil repartidas por todas partes, lo que obviamente lo hace más débil.

En acero, alrededor de .1% de silicio fortalece el acero. Aunque esto es cierto para muchos materiales, agregar 0,1% de algo casi siempre lo hace más fuerte, así son los metales.

Si quisieras escuchar sobre un metal que es 20% de granito, 10% de piedra caliza y el resto es cobre o algo así, no va a suceder, eso nunca funcionaría.

Hablaré de una visión amplia de su pregunta. Todos sabemos que el núcleo de la Tierra consiste en hierro líquido y níquel en grandes proporciones, que debido a su flujo continuo han generado un campo magnético alrededor de la Tierra. Además, sabemos que Lava es la forma fundida de rocas que sale de vez en cuando de los volcanes.

Los metales que obtenemos de la corteza terrestre se han mezclado con la lava fundida y se han solidificado. Es por eso que cada metal se extrae de la corteza.

Entonces, lo que estás preguntando ya está sucediendo desde la formación de la tierra. Además, si el metal se mezcla con un material completamente diferente que no es miscible, no forma una aleación. Más bien se llama como compuesto.

El hierro fundido es un ejemplo de esto, ya que tiene silicato de hierro incrustado en la superficie, lo que lo hace altamente resistente al óxido: una capa superior de arena, más o menos.

Si hace la quilla de un bote de acero dulce y no la trata, eventualmente se oxidará en el ambiente corrosivo. Una quilla de hierro fundido no necesita ningún revestimiento y durará décadas, su superficie es casi a prueba de herrumbre. La corrosión electrolítica es la principal amenaza en este servicio.

El hierro fundido es aceptable para esta aplicación ya que, aunque pesa menos que una quilla de plomo o una quilla de acero que contiene plomo, y no es tan fuerte para cargas de impacto, puede hacerse más profundo y más grueso para igualar las propiedades de la otra materiales Estos cambios no son perjudiciales ya que una quilla más profunda por unas pocas pulgadas no es un problema, y ​​una quilla más gruesa (dentro de lo razonable) no tiene impedimento como se puede ver en los perfiles de NACA.

Los barcos con quillas de hierro fundido de la década de 1960 no muestran signos de corrosión problemática u otros problemas.