Des chercheurs de l'Université de technologie de Vienne en Autriche et de l'Université de technologie de Pékin en Chine ont révélé un alliage multi-métallique présentant presque aucune expansion thermique, une découverte aux implications significatives pour l'aérospatiale et l'électronique de précision.
Sergii Khmelevskyi du Vienna Scientific Cluster (VSC) explique : "Plus la température d'un matériau est élevée, plus les atomes se déplacent, nécessitant plus d'espace, ce qui augmente la distance moyenne entre eux." Bien que l'expansion thermique soit un phénomène courant, cet nouvel alliage contrecarre cet effet.
L'Invar, un alliage connu de fer et de nickel, présente une expansion thermique minimale grâce à son ordre magnétique, qui diminue avec l'augmentation de la température, entraînant une contraction qui compense l'expansion thermique. L'équipe de recherche a utilisé des simulations informatiques pour analyser le comportement au niveau atomique, leur permettant de comprendre ce processus complexe en détail. Leurs résultats, publiés dans le Journal of Physical Chemistry C en 2023, ont préparé le terrain pour prédire les comportements d'autres matériaux.
L'application pratique de cette recherche a conduit au développement d'un aimant pyrochlore, composé de zirconium, de niobium, de fer et de cobalt. Cet alliage innovant connaît un changement de longueur de seulement un dix-millième de pour cent sur une plage de température dépassant 400 degrés Celsius. La variation de la concentration de cobalt dans le matériau entraîne des réponses différentes aux fluctuations de température, permettant un équilibre précis dans la composition qui atteint une expansion thermique quasi nulle.
Cette avancée promet non seulement d'améliorer la performance et la fiabilité des composants aérospatiaux, mais ouvre également la voie à des innovations dans l'électronique de haute précision, où la stabilité thermique est cruciale.